đồ án tốt nghiệp quy trình công nghẹ gia cong piston

PHầN I
MộT Số VấN Đề Về GIA CÔNG NHóM
I.

ĐặT VấN Đề.

Trong ngành cơ khí ở nớc ta, năng suất còn rất thấp. Lý do chính là thời
gian chi phí cho chuẩn bị sản xuất và thời gian phụ chiếm một tỷ lệ khá lớn trong
quá trình chế tạo một sản phẩm nào đó. Vì vậy khâu cải tiến kỹ thuật, tổ chức lao
động, hợp lý hoá sản xuất, ứng dụng phơng pháp gia công mới chiếm một vai trò rất
quan trọng, nó đem lại một hiệu quả kinh tế cao.
Việc đầu tiên của chế tạo máy là sản xuất ra những chi tiết có độ chính xác,
đạt chất lợng tốt, nâng cao năng suất, hạ giá thành sản phẩm mang lại hiệu quả kinh
tế cao. Muốn giải quyết ổn thỏa vấn đề ấy còn phụ thuộc các yếu tố sau :
- Phí tổn về vật liệu chế tạo sản phẩm.
- Thời gian chế tạo sản phẩm dài hay ngắn.
- Khấu hao thiết bị nhiều hay ít.
- Số lợng công nhân, cán bộ tham gia sản xuất và bậc thợ.
- Thời gian chuẩn bị máy và dụng cụ phục vụ cho quá trình chế tạo.
- Các chi phí phụ nh điện, nớc, dầu mỡ và các yêu cầu khác.
Trong đó chi phí về vật liệu hầu nh không thay đổi, còn chi phí phụ chiếm
một tỷ lệ khá nhỏ, không đáng kể.
Nh vậy, đứng trên quan điểm về công nghệ thì các yếu tố nh thời gian
chuẩn bị sản xuất và thời gian chế tạo trực tiếp ảnh hởng rất lớn đến hiệu quả sản
xuất; thời gian chế tạo chi tiết đợc xác định theo công thức:
Ttc = Tcb + Tp + Tpv + Tm
Vì vậy trong dạng sản xuất đơn chiếc, hàng loạt nhỏ số lợng chi tiết ít trong
khi chủng loại lại nhiều, mỗi khi thay đổi lại gia công thì phải thiết kế lại toàn bộ
các trang bị công nghệ phục vụ cho quy trình công nghệ chế tạo mới và cứ nh vậy
quá trình đó lặp đi lặp lại khi thay đổi các chi tiết có kết cấu khác nhau. Quá trình
thì rất tốn thời gian.

Để góp phần khắc phục những thiếu sót trên thì phơng pháp gia công nhóm
có thể giải quyết đợc : rút ngắn thời gian chuẩn bị sản xuất, đặc biệt trong sản xuất
đơn chiếc, hàng loạt nhỏ, có thể dùng những phơng pháp gia công trên các thiết bị
có năng suất cao, nâng cao tính loạt trong sản xuất và từ đó hạ giá thành sản phẩm,
nâng cao hiệu quả kinh tế.
Mục đích công nghệ điển hình là xây dựng một quy trình công nghệ chung
cho những đối tợng sản xuất có kết cấu giống nhau. Các đối tợng sản suất đợc xếp
SVTH : Trần Văn Hng Lớp 00C1C

Trang 1


thành kiểu có dạng kết cấu giống nhau trong từng cỡ, kích thớc nhất định, có thể đợc
gia công hoặc lắp ráp theo những tiến trình công nghệ giống nhau.
Công nghệ điển hình tạo điều kiện :
+ Thống nhất hóa, tiêu chuẩn hóa các nguyên công thông dụng.
+ Hạn chế sự đa dạng của đối tợng về kết cấu và công
nghệ trong cùng một kiểu, giảm bớt khối lợng lao động khi chuẩn bị sản xuất, giảm
bớt các tài liệu trùng lặp nhau về nội dung.
+Thực hiện chuyên môn hóa sản xuất các giai đoạn sản xuất
trong phân xởng hoặc các giai đoạn sản xuất trong toàn bộ nhà máy trên cơ sở áp
dụng các biện pháp tiên tiến về kỹ thuật và tổ chức sản xuất nh đờng dây tự động.
Nhợc điểm của công nghệ điển hình : Kết cấu đối tợng trong quy trình
công nghệ phải giống nhau hoặc khác rất ít. Do đó, một quy trình công nghệ chỉ gia
công đợc một loại chi tiết mà thôi chứ không gia công đợc đối với những chi tiết
khác.
Cơ sở của công nghệ nhóm là phân nhóm đối tợng sản suất theo sự giống
nhau từng phần về kết cấu. Nh vậy cho phép gia công các chi tiết trong cùng một
nhóm với cùng trang thiết bị, dụng cụ và trình tự công nghệ, nghĩa là với cùng
nguyên công. Qua sự phân nhóm, số lợng chi tiết gia công tính cho một đơn vị trang

thiết bị công nghệ cho một nguyên công sẽ tăng lên tơng ứng với quy mô sản suất
lớn. Công nghệ nhóm thờng đợc thực hiện ở từng nguyên công, cụ thể trên từng
máy. Việc phân chia chi tiết gia công thành từng nhóm gia công trên từng loại máy
cụ thể nh vậy sẽ gọn hơn.
Nhợc điểm gia công nhóm : Chỉ nên áp dụng giới hạn ở một vài
nguyên công chính. Lý do chủ yếu, là do quá trình ghép chi tiết gia công sẽ rất phức
tạp nếu từng chi tiết gia công cụ thể trong quá trình công nghệ của nó phải ghép
nhóm nhiều lần. ở điều kiện sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ, loạt vừa với số lợng
từng loại chi tiết không nhiều mà chủng loại chi tiết đa dạng, phức tạp thì việc phân
nhóm nh vậy không thể thực hiện đợc hoặc sẽ rất tốn kém; mặt khác việc điều hành
và quản lý quá trình gia công cũng sẽ rất khó khăn và tốn kém.
Phạm vi của công nghệ nhóm tuy hẹp hơn công nghệ điển hình,
vì công nghệ nhóm chỉ bao gồm một số nguyên công chung ứng với một số bề mặt
gia công giống nhau trên các chi tiết. Nhng công nghệ nhóm lại rất cụ thể, cho phép
ứng dụng nhanh và đa lại hiệu quả kinh tế tốt nhất ở điều kiện sản xuất loạt nhỏ đơn chiếc, chủ yếu là vì ở công nghệ nhóm số lợng chi tiết thuộc một nhóm có thể
nhiều, mặc dù kết cấu các chi tiết có thể khác nhau. So với công nghệ điển hình thì
quy trình công nghệ gia công nhóm có tính vạn năng và sinh động hơn nhiều.
I.VấN Đề GIA CÔNG NHóM PISTON.
1. Những cơ sở công nghệ gắn liền với gia công nhóm :
Thực tế có rất nhiều máy móc thiết bị phục vụ cho đời sống con ngời ở
các lĩnh vực khác nhau và các chi tiết trong máy thì muôn hình muôn vẻ, chúng
SVTH : Trần Văn Hng Lớp 00C1C

Trang 2


khác nhau cả về hình dáng lẫn kích thớc, chức năng làm việc và các yêu cầu về chế
tạo cũng rất khác nhau. Nhng chung quy thì các chi tiết đó có một số bề mặt cơ bản
nh mặt trụ tròn xoay trong, ngoài, mặt côn, mặt xoắn ốc và các mặt định hình.
Những bề mặt đó là yếu tố để gia công nhóm. Ngời ta phân chia các

chi tiết đó ra từng nhóm, trong mỗi nhóm các chi tiết có những bề mặt gia công tơng
tự nhau để sau này có thể quyết định quy trình công nghệ chung cho cả nhóm và
quy trình công nghệ gia công nhóm đó đối với từng chi tiết khác trong nhóm bằng
cách có thể thêm bớt một vài nguyên công, nhng đại thể quy trình đó phải thích hợp
cho các chi tiết trong nhóm và đờng lối công nghệ của các chi tiết trong nhóm này
gần giống nhau.
Đặc điểm nổi bật cần chú ý khi gia công nhóm cần loại trừ càng nhiều
càng tốt sự khác nhau giữa các quy trình công nghệ của các chi tiết trong nhóm. Vấn
đề đó phụ thuộc vào từng kết cấu cụ thể của từng chi tiết trong nhóm. Do đó vấn đề
căn bản là tiêu trừ sự khác nhau về kết cấu của các chi tiết trong nhóm càng nhiều
càng thuận lợi. Khi gia công nhóm cần giải quyết đợc 2 vấn đề rất quan trọng trong
thiết kế chế tạo máy hiện nay là :
- Tính thừa kế về kết cấu và tính thừa kế về công nghệ.
- Vấn đề tiêu chuẩn hoá và thống nhất hoá các bộ phận máy.
2. Thực chất của tính thừa kế về kết cấu và về công nghệ :
2.1. Tính thừa kế về kết cấu :
Nói về kết cấu của một chi tiết là nói về hình dáng, kích thớc và hình
thức chuyển động của chi tiết đó trong từng bộ phận máy, tuỳ theo chức năng làm
việc cụ thể của từng chi tiết mà chúng có kết cấu khác nhau
. Do vậy mà khi
sản xuất những sản phẩm với mẫu mã đa dạng để đáp ứng nhu cầu của cuộc sống thì
sự khác nhau của các kết cấu chi tiết cũng dễ dàng sinh ra.
Chính vì vậy mà trong thực tế sản xuất, để chế tạo các chi tiết đó ta
gặp rất nhiều khó khăn, đó là phải có hàng loạt những quy trình công nghệ, đồ gá,
dụng cụ, đồ đo kiểm khác nhau thích hợp với từng kết cấu cụ thể.
Cho nên muốn nâng cao chất lợng sản phẩm và sản lợng nếu chỉ dựa
vào sự nỗ lực, sức lao động của công nhân thì không đủ mà phải có sự kết hợp chặt
chẽ giữa ngời thiết kế và ngời chế tạo. Ngời thiết kế phải hiểu biết những khó khăn
trong khi chế tạo, phải dùng kết cấu thống nhất ( trong điều kiện đảm bảo đợc chức
năng làm việc của chi tiết ) giảm bớt những kết cấu phức tạp để ngời chế tạo làm ra

sản phẩm một cách dễ dàng nhất.
Điều đó có nghĩa là sản phẩm mới làm ra cần dựa trên những cơ sở là
những sản phẩm cũ đã có sẵn, cải tiến lại một số kết cấu cha hợp lý, bỏ những kết
cấu lạc hậu về kỹ thuật để nâng cao sản phẩm mới lên một bớc cả về tính năng kỹ
thuật lẫn giá thành chế tạo rẻ, sử dụng dễ dàng hoặc cải tiến những kết cấu để mở
rộng phạm vi sử dụng máy.
Do đó tính thừa kế về kết cấu sẽ mang lại những ý nghĩa kỹ thuật sau :
SVTH : Trần Văn Hng Lớp 00C1C

Trang 3


Sau khi đã phân thành các kết cấu thống nhất và tiêu chuẩn hoá, ngời thiết
kế có thể tập trung thời gian để giải quyết và đi sâu nguyên cứu một số vấn đề phức
tạp, đó là những vấn đề có liên quan đến tính năng của máy móc mà không phải mất
nhiều thời gian cho những công việc vụn vặt không cần thiết mà ngời đi trớc đã
nghiên cứu kỹ, do đó giảm đợc phần lớn thời gian trong quá trình thiết kế.
2.2 Tính kế thừa về công nghệ:
Tính thừa kế về kết cấu là tiền đề để mở đờng cho tính thừa kế về công
nghệ. Tính thừa kế về công nghệ cũng là một nội dung t tởng chỉ đạo và là một
nguyên tắc để thiết kế một quá trình công nghệ mới và cải tiến một quá trình công
nghệ cũ, nghĩa là khi lập quy trình công nghệ mới phải tận dụng quy trình công
nghệ đã có sẵn, thay đổi càng ít càng tốt, chỉ cần điều chỉnh lại một ít là đã có một
quy trình công nghệ chế tạo ra một sản phẩm mới.
Tính thừa kế công nghệ cũng có một ý nghĩa kỹ thuật rất lớn : làm
giảm thời gian thiết kế quy trình công nghệ, trang bị công nghệ mà chúng ta đã đợc
ngời đi trớc nghiên cứu thiết kế rồi, để từ đó ngời cán bộ công nghệ tập trung thời
gian cho những vấn đề kỹ thuật chủ yếu trong quá trình thiết kế chế tạo sản phẩm
giảm đợc một khối lợng lớn về thời gian chuẩn bị sản xuất.
Tóm lại ý nghĩa lớn lao của tính thừa kế là tuy trong điều kiện sản

xuất hàng loạt nhỏ, đơn chiếc thì ta vẫn có thể dùng nguyên tắc sản xuất hàng loạt
lớn, hàng khối để sản xuất, điều đó có nghĩa là có thể dùng những phơng pháp gia
công tiên tiến, ding thiết bị tiên tiến có năng suất cao để từ đó có thể nâng cao năng
suất lao động và giảm giá thành sản phẩm một cách hiệu quả.
3. Vấn đề tiêu chuẩn hoá và thống nhất hoá kết cấu :
Tiêu chuẩn hoá các chi tiết máy và các bộ phận máy là một nội dung
rất quan trọng trong tính thừa kế về kết cấu.
Cơ sở gia công nhóm dựa trên việc điển hoá quá trình công nghệ, cho
nên để tiến hành gia công nhóm phải làm công việc chuẩn bị là tiêu chuẩn hoá và
thống nhất hoá chi tiết máy và các bộ phận máy. Nh vậy sẽ tránh đợc tình trạng lộn
xộn, kết cấu quá nhiều, mỗi nơi mỗi xởng thì mỗi khác, gây khó khăn cho việc phân
loại, phân nhóm trong gia công. Đó là một vấn đề phức tạp, cần có sự phối hợp của
nhiều ngời và các cơ quan hữu quan để cùng thực hiện.
Tiêu chuẩn hoá có thể phân thành 2 loại :
a. Tiêu chuẩn hoá chung : loại này không có quan hệ gì với đặc tính và tính
năng của kết cấu, nó có thể sử dụng chung cho mọi ngành cơ khí. Ví dụ nh : các chi
tiết lắp ghép thật, ống bọc, vô lăng, ...
b. Tiêu chuẩn hoá kết cấu : là tiêu chuẩn của các chi tiết có thể quyết định đặc
tính và tác dụng của kết cấu.
Loại này gồm 3 loại nhỏ :
+ Tiêu chuẩn hoá dựa vào dự trữ về độ bền của chi tiết ( hay của một
bộ phận máy ) nghĩa là thông thờng trong điều kiện khác nhau về tính chất làm việc,
SVTH : Trần Văn Hng Lớp 00C1C

Trang 4


phụ tải lớn nhỏ khác nhau thì chi tiết có những kích thớc lớn nhỏ khác nhau để thích
ứng với những độ bền khác nhau trong quá trình làm việc. Nhng sau khi tiêu chuẩn
hoá thì kích thớc đợc phóng đại lên một ít. Nh vậy trong cùng một công suất làm

việc, chi tiết làm việc với hệ số an toàn bình thờng nhng làm việc với công suất nhỏ
hơn thì chi tiết có thừa độ bền.
+ Tiêu chuẩn hoá dựa vào sự không liên hệ gì với công suất : loại này
gồm một số bộ phận hay chi tiết mà nó không thay đổi hay không tham gia vào việc
tăng hay giảm năng suất mà chủ yếu làm nhiệm vụ nh kiểm tra, điều tiết sự làm việc
của máy chẳng hạn nh một số bộ phận đầu phân độ ding trong máy phay.
+ Tiêu chuẩn hoá dựa vào sự thay đổi theo độ bền :
Những chi tiết và bộ phận thuộc loại này có kích thớc khác nhau để thích
ứng với những công suất của máy hoặc không cần thay đổi kích thớc mà có thể sử
dụng vật liệu có độ bền khác nhau.
4. Tính thừa kế điều chỉnh thiết bị

:

Bản thân tính thừa kế về kết cấu không thể hiện thật rõ nét tác dụng
của nó trong sản xuất và chỉ khi dùng đợc với tính thừa kế về công nghệ vào sản
xuất thì nó mới thực sự phát huy tác dụng của cả 2 nguyên tắc đó. Điều đó có nghĩa
là tính thừa kế về kết cấu dọn đờng cho tính thừa kế về công nghệ ra đời, nhng thực
tế ảnh hởng trực tiếp đến sản xuất chính là tính thừa kế về công nghệ, 2 nguyên tắc
đó phối hợp nhau.
Tính thừa kế về công nghệ thể hiện cụ thể bằng tính thừa kế về
điều chỉnh thiết bị nghĩa là khi sản xuất chi tiết sau thì thừa hởng sự điều chỉnh đã
có sẵn của chi tiết trớc, chỉ cần thay đổi rất ít. Và phơng thức ứng dụng cụ thể tính
thừa kế công nghệ trong sản xuất là việc điển hình hoá quá trình công nghệ.
5. Những nhiệm vụ và các bớc cần thực hiện khi gia công nhóm :
5.1. Mục đích :
Mục đích chủ yếu của gia công nhóm là phân loại và tập hợp đợc các chi
tiết trong một nhóm càng nhiều càng tốt. Hệ thống phân loại đó nh sau :
- Hệ thống phân loại dựa trên cơ sở phân các chi tiết gia công ra
thành từng loại, từng kiểu.

- Hệ thống phân loại chi tiết theo phơng thức gia công.
- Hệ thống phân loại chi tiết theo phơng thức mã hoá.
- Hệ thống phân loại chi tiết theo ngành chế tạo máy.
- Hệ thống phân loại chia nhỏ dạng gia công.
Qua các hệ thống phân loại trên, thức tế trong mỗi hệ thống lại còn rất
nhiều chi tiết không nằm trong phạm vi quy trình công nghệ điển hình.
Theo lý thuyết về gia công nhóm thì cơ sở việc phân loại nhóm không
những chỉ dựa vào kết cấu nhiệm vụ công nghệ mà còn phải dựa vào nguyên tắc

SVTH : Trần Văn Hng Lớp 00C1C

Trang 5


phân loại theo thiết bị, đảm bảo viếc gia công hợp lý nhất, nghĩa là phân nhóm gia
công trên các thiết bị cụ thể.
Khi phân nhóm các chi tiết cần chú ý các vấn đề sau :
+ Loại trừ sự khác nhau giữa các quy trình công nghệ, sửa đổi những chỗ
không hợp lý.
+ Nâng cao các quy trình công nghệ lạc hậu lên mức tiên tiến.
+ Đảm bảo trong gia công có thể sử dụng đợc các loại đồ gá tiên tiến, điều
chỉnh nhanh chóng, chuyển sang sản xuất loại chi tiết khác dễ dàng thuận tiện.
+ Phải tạo điền kiện cho việc tự động hoá thiết bị và tự động hoá quá trình
sản xuất, phát triển lên thành các dây chuyền tự động, điều khiển chơng trình.
+ Phải tăng thêm tính chất hàng loạt trong sản xuất, nghĩa là phải thống
nhất hoá, tiêu chuẩn hoá các chi tiết. Đối với những chỉ tiêu tiêu chuẩn hoá, thống
nhất hoá đó cần phải phân tích tính công nghệ của kết cấu sao cho phù hợp.
+ Ngoài việc thống nhất hoá, tiêu chuẩn hoá các chi tiết ta cần phải thống
nhất hoá và tiêu chuẩn hoá đồ gá, dụng cụ và tiêu chuẩn hoá quy trình công nghệ.
Tiến hơn một bớc nữa là hợp tác hoá và chuyên môn hoá các xí nghiệp sản

xuất.
Đó là những vấn đề phải giải quyết cần có sự phối hợp của nhiều ng ời và
nhiều cơ quan hữu quan thực hiện.
5.2. Các bớc tiến hành khi gia công nhóm.
Khi gia công nhóm ta phải tiến hành theo tuần tự các bớc sau :
_ Phân nhóm chi tiết gia công.
_ Lập quy trình công nghệ cho từng nhóm.
_ Thiết kế các trang bị công nghệ để gia công nhóm.
5.2.1. Phân nhóm chi tiết gia công :
Phân nhóm chi tiết là công việc chính của gia công nhóm. Việc phân
nhóm có thể theo nhiều cách khác nhau. Thực tế hiện nay việc phân nhóm trong gia
công cơ có thể theo :
+ Theo kết cấu.
+ Theo công nghệ.
+ Theo kết cấu và công nghệ.
+ Theo kiểu.
+ Theo phơng pháp gia công.
+ Theo kết cấu và thiết bị.
Việc phân nhóm hiện nay cũng cha có một nguyên tắc nào thật hoàn hảo
và chính xác. Vì vậy trong gia công nhóm, ta có thể phân nhóm theo các nguyên tắc
sau đây :
_ Những chi tiết có hình dáng xung quanh bên ngoài giống nhau : mặt viên
trụ ngoài, trong, côn, xoắn ốc .. .
SVTH : Trần Văn Hng Lớp 00C1C

Trang 6


_ Những chi tiết có bề mặt chuẩn giống nhau ( chuẩn thô và chuẩn tinh ).
_ Những chi tiết có trình tự công nghệ gần giống nhau và có thể dùng

những phơng pháp gia công trên các thiết bị giống nhau.
_ Những chi tiết có kích thớc không chênh kệch nhau nhiều lắm.
_ Những chi tiết có yêu cầu kỹ thuật gần giống nhau.
Việc phân nhóm rất phức tạp nh trên đã trình bày, ngoài ra có thể
tham khảo cách phân chia sau :
1. Đối với những chi tiết đơn giản, để có thể hoàn thành toàn bộ công việc
gia công trên một máy rơvônve hoặc chỉ thêm một vài nguyên công nữa là xong, thì
ta dùng phơng pháp lập chi tiết tổng hợp, rồi thiết lập quy trình công nghệ cho chi
tiết tổng hợp đó ( chi tiết tổng hợp có thể là giả tạo và có đầy đủ các bề mặt gia công
của các chi tiết trong nhóm ).
2. Đối với những chi tiết có yêu cầu kỹ thuật cao, hình dáng phức tạp,
không thể làm đợc nh trên, thì có thể tạm phân theo hình dạng mặt gia công rồi mới
đặt quá trình công nghệ. Những chi tiết nào có quá trình công nghệ gần giống nhau
thì có thể phân thành một loại, sau khi phân xong toàn bộ các chi tiết rồi sẽ điều
chỉnh lại.
Khi phân nhóm, trớc khi vẽ chi tiết tổng hợp ta cần làm một số việc sau :
_ Chọn những chi tiết có thể gia công trên một máy, trong bớc này ta cần
chú ý đến kích thớc và hình dáng ( ít khác nhau ) cha chú ý đến độ chính xác và độ
bóng.
_ Xét đến tính hàng loạt của sản xuất, những chi tiết nào có số lợng ít thì có
thể bỏ qua.
_Xét đến độ chính xác và độ bóng :
+ Độ chính xác cao và thấp phân thành 2 nhóm.
+ Độ bóng cao và thấp cũng phân thành 2 nhóm.
Cùng với bớc này có thể phân theo vật liệu : loại gang, thép, hợp kim
màu.. . hoặc theo loại phôi : dập, đúc.. .
_ Cuối cùng là vẽ chi tiết tổng hợp.
5.2.2. Lập quy trình công nghệ gia công nhóm :
Sau khi phân nhóm xong, tiến hành lập quy trình công nghệ gia công
nhóm. Nhiệm vụ là định ra một quy trình công nghệ thích hợp cho tất cả các chi tiết

trong nhóm. Mỗi chi tiêt trong nhóm khi gia công về cơ bản phải phù hợp với quy
trình công nghệ chung cho cả nhóm nhng có thể cho phép thay đổi một ít tuỳ theo
đặc điểm riêng của từng ( tăng hoặc giảm một vài nguyên công ).
Khi lập quy trình công nghệ có thể theo nguyên tắc sau :
_ Thứ tự mỗi bớc, mỗi nguyên công phải đảm bảo có thể gia công đợc bất
kỳ chi tiết nào trong nhóm và sau gia công phải đạt đợc các yêu cầu kỹ thuật nêu ra
trong bản vẽ.

SVTH : Trần Văn Hng Lớp 00C1C

Trang 7


_ Những dụng cụ, đồ gá.. . trong quá trình công nghệ đều có thể gia công
đợc bất kỳ chi tiết nào trong nhóm.
_ Khi thay đổi gia công một chi tiết thì thiết bị, dụng cụ và đồ gá phải
tránh điều chỉnh hoặc điều chỉnh rất ít, chi phí cho điều chỉnh bé nhất.
Để cho việc lập quy trình công nghệ gia công nhóm đợc thuận lợi,
ngoài những tiền đề cần thiết về tổ chức và kỹ thuật đã nói nh ở đầu thống nhất hoá,
tiêu chuẩn hoá, phân công hợp tác.. . còn cần phải nâng cao tính công nghệ của kết
cấu chi tiết. Kết cấu càng giống nhau thì càng thuận lợi cho việc thống nhất hoá quy
trình công nghệ, chi tiết có tính công nghệ cao làm cho việc chế tạo nhanh chóng, dễ
dàng. Không những vậy mà nó còn tạo điều kiện cho việc thiết kế dụng cụ và đồ gá
sau này đợc dễ dàng, tạo điều kiện cho việc thống nhất hoá và tiêu chuẩn hoá trang
bị công nghệ.
5.2.3. Thiết kế đồ gá gia công nhóm :
Trong phơng pháp gia công, thông thờng tốn rất nhiều đồ gá, giá thành
đồ gá cũng nh thời gian chế tạo chiếm một tỷ lệ rất lớn. Còn gia công nhóm thì một
đồ gá có thể sử dụng cho nhiều chi tiết, khi chuyển từ chi tiết này sang chi tiết khác
thì chỉ điều chỉnh rất ít. Vì thế mà rút ngắn đợc thời gian sản xuất. Căn cứ vào công

nghệ đó mà đồ gá gia công nhóm phải có tính thống nhất hoá đợc trong một phạm vi
nhất định.
Ngoài những yêu cầu đồ gá thông thờng, đồ gá gia công nhóm còn có
những đặc tính sau :
1. Có thể lắp một cách nhanh chóng và chính xác bất kì một chi tiết nào
trong nhóm định gia công.
2. Có độ chính xác và độ cứng vững nhất định thích hợp với những chi tiết
hay điều chỉnh.
3. Đồ gá phải điều chỉnh nhanh chóng để có thể chuyển từ loại chi tiết này
sang loại chi tiết khác một cách dễ dàng, thời gian chuẩn bị ít nhất.
4. Có thể lắp đồ gá trên máy một cách dễ dàng và tháo ra cũng nhanh
chóng.
Khi thiết kế có thể theo các bớc sau :
- Nghiên cứu những tài liệu ban đầu.
- Xác định sơ bộ sơ đồ của đồ gá.
- Tính qua độ chính xác, độ bền và lực kẹp.
- Tính kinh tế của đồ gá.
- Vẽ kết cấu cụ thể của đồ gá.
Tài liệu ban đầu gồm :
+ Bản vẽ chi tiết trong nhóm định gia công.
+ Quá trình công nghệ gia công các chi tiết đó.
+ Máy để gia công các chi tiết đó.
+ Dụng cụ để gia công các chi tiết đó.
SVTH : Trần Văn Hng Lớp 00C1C

Trang 8


Sau khi có đầy đủ các tài liệu thì có thể xác định ngay sơ đồ của đồ gá.
6. Hiệu quả kinh tế của gia công nhóm :

Hiệu quả kinh tế của gia công nhóm thể hiện ở các mặt sau :
+ Rút ngắn đợc thời gian chuẩn bị sản xuất, thời gian thiết kế các trang bị
công nghệ ( gồm đồ gá, dụng cụ ... ).
+ Giảm bớt số lợng đồ gá.
+ Giảm bớt số lợng vật liệu để chế tạo đồ gá, thiết bị chế tạo đồ gá cũng
giảm xuống vì thế giảm đợc giá thành chế tạo rất nhiều, mang lại hiệu quả kinh tế
cao.
Sau đây là một số biểu đồ để so sánh phơng pháp gia công thông thờng và gia công nhóm về mặt thời gian chế tạo sản phẩm theo số lợng chi tiết gia
công.
Thồỡi gian(giồỡ)
7
6
5
4
3
2
1

1
2
Sọỳloaỷ
i chi tióỳ
t
250

giaùthaỡnh
350
300
250
200

150
100
50

1
2

Sọỳloaỷ
i chi tióỳ
t
250

Hình 1- 1
1 : Gia công riêng lẻ.
2 : Gia công nhóm.
a) Thời gian thiết kế đồ gá gia công nhóm so với gia công riêng lẻ chiếm
từ 40 - 60%.
b) Phí tổn đồ gá gia công nhóm giảm từ 60 - 70%.
Các biểu đồ trên nói lên đợc tính u việt của phơng pháp gia công nhóm.
SVTH : Trần Văn Hng Lớp 00C1C

Trang 9


7. Kết luận :
Gia công nhóm là phơng pháp tiên tiến trong kỹ thuật chế tạo máy hiện
nay, nó dựa trên cơ sở phân tích chi tiết và phân ra thành từng nhóm có đặc tính
công nghệ gần giống nhau, để khi gia công có thể dùng chung một loại trang bị
công nghệ ...
Điều đó khiến việc chuẩn bị sản xuất, thời gian gia công đợc rút ngắn, phí

tổn về dụng cụ, đồ gá giảm, do đó giảm đợc giá thành chế tạo, năng suất cao, khối lợng lao động giảm. Đó là tất cả u điểm của những phơng pháp này.
Thực tế sản xuất của các nớc ngoài đã chứng minh đó là một phơng pháp
gia công có năng suất, đem lại hiệu quả kinh tế cao và những kinh nghiệm thực tế để
chúng ta áp dụng phơng pháp này trong sản xuất ở nhà máy chúng ta.

SVTH : Trần Văn Hng Lớp 00C1C

Trang 10


PHầN II
GIA CÔNG NHóM PISTON

CHƯƠNG I
ĐIềU KIệN LàM VIệC CủA PISTON
I.GiớI THIệU KHáI QUáT Về PISTON :
SVTH : Trần Văn Hng Lớp 00C1C

Trang 11


1. Tác dụng và đặc điểm kết cấu của piston :
1.1. Yêu cầu kỹ thuật :
Piston là chi tiết máy rất quan trọng trong động cơ đốt trong cũng nh
các hệ thống truyền dẫn dầu ép và khí nén. Nó quyết định đến công suất và hiệu suất
của động cơ và hệ thống.
Trong quá trình làm việc của động cơ, piston có nhiệm vụ chính sau :
+ Đảm bảo chi tiết che kín buồng cháy, ngăn không cho khí cháy lọt xuống
carte và ngăn không cho dầu nhớt từ trục khuỷu sục lên buồng cháy.
+ Tiếp nhận lực khí thể và truyền lực cho thanh truyền để làm quay trục

khuỷu, nén khí trong quá trình nén, đẩy khí ra khỏi xylanh trong qua trình thải và
hút khí nạp mới và chi tiết trong buồng cháy trong quá trình nạp.
+ Trong động cơ 2 kỳ, piston có tác dụng nh van trợt làm nhiệm vụ phối
khí.
+ Biến thế năng của môi trờng ( dầu và khí ) thành cơ năng, tức biến áp suất
thành cơ năng.
1.2. Điều kiện làm việc của piston :
Khi động cơ làm việc, piston chịu tải trọng nhiệt và cơ rất lớn do tác
dụng của lực ép khí thể và lực quán tính gây ra. Ngoài ra do điều kiện làm việc thiếu
dầu bôi trơn giữa xylanh và piston nên xảy ra mài mòn lớn.
1.2.1. Tải trọng cơ học :
Trong quá trình cháy (cũng nh trong quá trình nén) khí hỗn hợp (dầu
ép) sinh ra áp suất rất lớn, có thể đạt tới 130 at hoặc cao hơn. Trong chu kỳ công tác
áp suất tác dụng lên đỉnh piston thay đổi rất nhiều sinh ra va đập rất lớn. Trong động
cơ cao tốc lực quán tính tác dụng lên piston cũng rất lớn.
Lực tác dụng lên piston, gây nên ứng suất lớn làm biến dạng piston,
đôi khi làm h hỏng.
1.2.2. Tải trọng nhiệt :
Trong quá trình cháy piston trực tiếp tiếp xúc với sản vật cháy có nhiệt
độ rất cao ( 2570 ữ 30730C ) nên nhiệt độ của piston nhất là đỉnh cũng rất cao ( 723
ữ 10730C ). Nhiệt độ của piston cao thờng gây ra các tác hại sau :
- Gây ứng suất nhiệt lớn, có thể làm piston rạn nứt.
- Gây biến dạng lớn, có thể làm piston bị bó kẹt trong xylanh làm tăng ma
sát giữa piston và xylanh.
- Làm giảm sức bền của piston.
- Làm giảm hệ số nạp, ảnh hởng đến công suất của động cơ.
- Làm dầu nhớt cháy bị phân huỷ.
- Đối với động cơ xăng, nhiệt độ quá lớn có thể gây nên hiện tợng kích nổ.
1.2.3. Ma sát và ăn mòn hoá học :

SVTH : Trần Văn Hng Lớp 00C1C

Trang 12


Trong quá trình làm việc piston chịu ma sát rất lớn do thiếu dầu bôi trơn
và do lực ngang (N) ép piston và chi tiết xylanh. Hơn nữa do lực khí nén, lực quán
tính và nhiệt độ cao làm piston biến dạng nên ma sát càng tăng. Ngoài ra piston luôn
tiếp xúc với sản vật cháy nên còn bị sản vật cháy ăn mòn.
1.3. Đặc điểm kết cấu của piston :
Do piston làm việc trong những điều kiện nh trên nên yêu cầu chế tạo
phải đảm bảo các yêu cầu sau :
- Phải có hình dáng chính xác, kết cấu tản nhiệt tốt.
- Kết cấu phải gọn nhẹ cân bằng.
- Dạng đỉnh piston tạo thành buồng cháy tốt nhất.
- Trọng lợng nhỏ nhất có thể để giảm lực quán tính.
- Đủ độ bền và độ cứng vững để tránh biến dạng quá lớn.
Nói chung hình dạng piston có 3 phần chính : ( Hình 2-1 )
1. Đỉnh : là phần trên cùng của piston.
2. Đầu piston : bao gồm đỉnh piston và vùng lắp các secmăng dầu cuối
cùng. Phần này có nhiệm vụ dẫn hớng.
3. Thân.

Thỏn

ỏửu

enh

Hình 2- 1

1.3.1. Đỉnh piston :
Đỉnh piston cùng với xylanh tạo thành buồng cháy của động cơ, do vậy
nó phải có hình dạng thích hợp với từng loại buồng cháy của động cơ.
Đỉnh piston cần có tỷ số F/v ( diện tích buồng cháy ) nhỏ để giảm tổn thất
nhiệt và phụ tải nhiệt cho piston và đồng thời tăng hệ số nạp, tránh kích nổ.
Góc lợn tơng đối lớn để dẫn nhiệt tốt.
Có kết cấu tránh va đập supáp.
Sau đây là một vài hình dạng piston điển hình.

SVTH : Trần Văn Hng Lớp 00C1C

Trang 13


Hình 2 - 2
Đỉnh bằng : Loại này có kết cấu đơn giản nhất có diện tích chịu nhiệt nhỏ
nhất, dễ chế tạo. Vì vậy nó đợc dùng trong động cơ xăng và động cơ diezen có
buồng cháy dự bị và xoáy lốc.
Đỉnh lồi có độ cứng vững cao, thờng không làm gân trợ lực, nên không
thể làm giảm trọng lợng. Khả năng kết bụi than ít, nhng có diện tích tiếp xúc nhiệt
lớn, loại này thờng dùng cho động cơ 2 kỳ.
Đỉnh lõm : Tạo động cơ dòng xoáy lốc, làm rối mạch hỗn hợp, cải thiện
động cơ quá trình cháy, nhng có diện tích tiếp xúc nhiệt lớn, khó chế tạo, đầu piston
nặng, loại này thờng dùng cho động cơ 2 kỳ và động cơ diezen có buồng cháy thống
nhất.
1.3.2. Đầu piston.
Có nhiệm vụ lắp secmăng bao kín buồng cháy và truyền nhiệt từ piston
secmăng xylanh môi trờng làm mát. Có thể truyền đợc 70 ữ80% lợng nhiệt.
Khi thiết kế đầu piston cần chú ý đến các vấn đề : tản nhiệt, bao kín và
sức bền.

Tản nhiệt : la nhiệm vụ quan trọng nhất của nó, để giải quyết vấn đề này
có thể dùng cá phơng án sau :
- Làm bán kính góc lợn lớn giữa đỉnh và đầu piston.
- Làm rãnh ngăn nhiệt, giảm ứng suất nhiệt cho secmăng thứ nhất.
- Thiết kế đỉnh mỏng và làm phân tán nhiệt.
- Phun dầu nhờn để làm mát đỉnh piston.
Bao kín : Dùng secmăng.
Nếu dùng secmăng càng nhiều bao kín càng tốt, tuy nhiên secmăng nhiều
thì ma sát lớn, đầu piston phải dài do đó phải chọn hợp lý tuỳ theo động cơ, tốc độ
động cơ.
Động cơ xăng thờng 3ữ4 secmăng khí và 1ữ2 secmăng dầu.
Động cơ cao tốc thờng 3ữ6 secmăng khí và 1ữ3 secmăng dầu.
Động cơ tốc độ thấp 5ữ7 secmăng khí và 1ữ4 secmăng dầu.
SVTH : Trần Văn Hng Lớp 00C1C

Trang 14


Khe hở hớng kính giữa đầu piston và xylanh nếu để quá lớn thì dễ lọt khí,
để quá bé tuy bao kín tốt nhng dễ bị bó kẹt. Tính khe hở này rất khó, thờng dựa vào
trị số kinh nghiệm của các loại động cơ cùng cỡ công suất để chọn.
Khe hở giữa rãnh secmăng và xylanh không thể quá lớn, vì sẽ xảy ra va
đập lớn gây h hỏng piston, còn để quá nhỏ gây hiện tợng bó secmăng, khe hở thòng
chọn theo kinh nghiệm sau :
Đối với secmăng thứ nhất :
= (1/20 ữ
1/40 ).h
Đối với secmăng khác :
= ( 1/50 ữ 1/90 ).h
Đối với secmăng dầu :

= ( 1/50 ữ 1/20 ).h
Trong đó :
: Khe hở giữa rãnh trên piston và secmăng.
h : Chiều cao của secmăng.
Rãnh secmăng thờng khoét sâu hơn chiều dày của secmăng chừng
0,5ữ1,5mm.
Sức bền :
Nâng cao sức bền cho đầu piston : Đối với piston hợp kim nhẹ, để đảm
bảo độ cứng vững và sức bền của đỉnh và đầu piston, ngoài việc làm gân phía d ới
đỉnh ngời ta thờng làm các gân dọc nối với chốt piston. Nh thế vừa tăng độ cứng
vững cho một phần đầu vừa tăng độ cứng vững cho phần chốt. Khi thiết kế gân cần
chú ý đến việc lấy ra khỏi gân đúc.
Các loại gân dọc thờng dùng.

Hình 2- 3

1.3.3. Thân piston.

SVTH : Trần Văn Hng Lớp 00C1C

Trang 15


Thân piston có tác dụng dẫn hớng cho piston chuyển động trong xyanh và
chịu lực ngang N. Để dẫn hớng tốt, ít va đập khe hở giữa thân piston và xylanh cũng
cần bé.
Nói chung khi thiết kế cần chú ý đến các vấn đề sau :
- Chiều dài thân piston.
- Vị trí lỗ lắp chốt piston.
- Dạng thân của piston.

Để khắc phục hiện tợng bó kẹt piston, ngời ta thờng dùng các biện pháp
sau đây :
+ Làm thân có dạng ô van mà trục ngắn của nó trùng với đờng tâm
chốt piston để cân bằng trọng lợng piston.
+ Tiện vát bớt thân piston ở 2 đầu lỗ chốt.
+ Xẻ rãnh chữ T, trên thân piston.
+ Đúc hoặc làm bằng thép cacbon bệ đỡ chốt piston.
+ Thân có dạng côn, lớn dần từ đỉnh đến thân.

CHƯƠNG II
SVTH : Trần Văn Hng Lớp 00C1C

Trang 16


PHÂN LOạI PISTON
Ngày nay, cùng với sự phát triển khoa học kỹ thuật con ngời ngày càng sử
dụng nhiều máy móc để thay thế cho sức lao động. Môt vấn đề đợc đặt ra là làm sao
tăng hiệu suất của máy đến mức cao nhất có thể. Động cơ đốt trong là nguồn động
lực chính, do đó việc nghiên cứu để tăng hiệu suất của nó là một vấn đề bức thiết.
Chính vì lẽ đó mà con ngời không ngừng đa ra nhiều dạng khác nhau sao cho phù
hợp với điều kiện thực tế của từng loại máy. Thị trờng piston đa dạng nh vậy, nhng
qua một thời gian tìm hiểu thống kê đợc một số dạng chính mà hiện nay đợc sử
dụng. Các piston tìm hiểu trong thực tế đợc sử dụng trong một số máy móc và thiết
bị sau :
- Xe khách.
- Xe du lịch cỡ nhỏ.
- Tàu biển trọng tải 600 tấn.
- Đầu máy xe lửa.
- Xe hai bánh các loại.

- Thiết bị thuỷ lực.
Piston là một chi tiết máy phổ biến, nhng cha có một cách phân loại nào
đúng nhất cho chúng. Sau đây là một vài cách phân loại điển hình.
I. PHÂN LOạI DựA VàO HìNH DạNG ĐỉNH PISTON.
Dựa vào đỉnh piston có thể chia thành 3 loại chính :
1. Piston đỉnh bằng :
Là loại piston có đỉnh là mặt phẳng. Loại này có kết cấu đơn giản, diện
tích tiếp xúc nhiệt lại ít nên đợc dùng khá phổ biến.
2. Piston đỉnh lồi :
Loại này đỉnh của nó có phần lồi với những hình dạng khác nhau, tuỳ
theo yêu cầu đặt ra.
3. Piston đỉnh lõm :
Loại này có đỉnh bị khoét lõm theo nhiều hình dạng khác nhau sao cho
phù hợp với từng máy cụ thể. Loại này có cấu tạo phức tạp nhất. Trong nhóm piston
có đỉnh lõm này còn có thể phân nhiều loại có tên gọi theo hình dạng lõm nh : lõm
cầu, lõm U...
II. PHÂN LOạI DựA VàO ứng dụng của piston.
Piston đợc sử dụng rất nhiều trong sản xuất, trong nhiều lĩnh vự khác nhau,
nhng có thể phân thành các nhóm sau :
- Nhóm piston dùng trong động cơ đốt trong.
- Nhóm piston dùng trong truyền dẫn dầu ép và khí nén.
III. PHÂN LOạI DựA VàO VậT LIệU CHế TạO PISTON.

SVTH : Trần Văn Hng Lớp 00C1C

Trang 17


Do điều kiện làm việc nặng của piston nh đã nói trên mà vật liệu dùng để
chế tạo piston phải đảm bảo các yêu cầu sau :

- Có độ bền cao và cơ tính của nó không thay đổi khi chịu nhiệt độ cao và
tải trọng thay đổi.
- Trọng lợng riêng nhỏ.
- Hệ số giãn nở nhỏ, hệ số dẫn nhiệt lớn.
- Chịu mài mòn tốt trong điều kiện bôi trơn kém và nhiệt độ cao.
- Chống ăn mòn của khí cháy.
Dựa vào vật liệu chia làm loại chính sau :
1. Nhóm piston gang.
Gang là loại vật liệu dùng khá phổ biến để chế tạo piston của các động cơ
có tốc độ thấp, gang thờng dùng các loại sau.
1.1. Nhóm piston gang hợp kim ( gang xám )
Thờng dùng có mã hiệu GX22-24,GX28-48,GX32-52, ... có tổ chức Peclit.
1.2. Nhóm piston gang Graphic cầu.
Loại này có sức bền cao, chịu nhiệt và mài mòn tốt nhng công nghệ gia
công và đúc khó, thờng các loại piston này dùng trong các loại động cơ có tốc độ
thấp.
Nói chung các loại piston gang đều có sức bền cao, chịu mài mòn tốt nhng
có khối lợng riêng lớn, nó chỉ dùng ở tốc độ thấp.
2. Nhóm piston thép.
Do thép có độ bền cao nên các piston này có thành khá mỏng, giảm đợc
trọng lợng một cách đáng kể. Thép chịu mài mòn tốt, nhng dẫn nhiệt kém làm cho
đỉnh piston có nhiệt độ cao dễ gây kích nổ trong động cơ xăng. Hơn nữa tính đúc
của thép thấp, giá thành chế tạo cao, nên ngày nay nhóm piston này hầu nh không
còn đợc dùng trong các loại động cơ đốt trong thông thờng nữa.
3. Nhóm piston hợp kim nhẹ.
Đây là nhóm piston đợc dùng khá phổ biến hiện nay. Chúng đợc chia
thành 2 nhóm nhỏ :
3.1. Nhóm piston hợp kim Mannhêzi.
Nhóm này có khối lợng riêng nhỏ = 17 ữ 18,5 (N/dm3) nhng độ bền
kém ( k = 260 MN/m2 ) môđun đàn hồi vật liệu thấp E = 45000 (MN/m2), hơn nữa

hợp kim Mannhêzi đắt tiền, gia công dễ bị ôxy hoá khi đúc, tính chống mòn cũng
kém, nên loại piston này ít đợc dùng.
3.2. Nhóm piston hợp kim nhôm :
Nhóm này đợc sử dụng rộng rãi nhờ u điểm của nó : Trọng lợng riêng bé
= 18,2 ữ 29,7 (N/dm3) , tính dẫn nhiệt tốt = 126 ữ 175 (W/m.độ) (0,3 ữ 0,42
cal/cm.s.độ ), hệ số ma sát nhỏ, tính đúc tốt.
Ngày nay ngời ta đã chế tạo đợc nhiều piston hợp kim nhôm khác nhau :
SVTH : Trần Văn Hng Lớp 00C1C

Trang 18


+ Hợp kim nhôm - đồng.
+ Hợp kim nhôm Silic cùng tinh.
+ Hợp kim nhôm Silic sau cùng tinh.
IV. PHÂN LOạI DựA VàO TÊN NƯớc sản xuất.
Hiện nay một số nớc sản xuất piston chính nh : Nhật Bản, Mỹ, Rumani, ý,
Anh ... và ứng với từng nớc là tên gọi của từng loại piston.
Ví dụ : Piston Rumani (MB820)
Piston Tiệp Khắc (6L160Pn)
Piston Mỹ (D.398)

CHƯƠNG III
SVTH : Trần Văn Hng Lớp 00C1C

Trang 19


XÂY DựNG CHI TIếT ĐIểN HìNH
ở nớc ta hiện nay, việc chế tạo các phụ tùng thay thế cho các động cơ còn rất

là riêng lẻ và đơn điệu. Trên thị trờng có rất nhiều động cơ khác nhau của nhiều nớc
khác nhau đang tồn tại. Do vậy ta cần phải sản xuất các phụ tùng thay thế kèm theo
nó, để từ đó có thể đáp ứng đợc nhu cầu của thị trờng đang cần. Trong các phụ tùng
thay thế thì piston trong động cơ là chi tiết rất dễ hang và thờng phải thay thế sau
mỗi lần trùng tu máy.
Do yêu cầu sử dụng nh vậy cho nên phải dặt vấn đề chế tạo piston là một
nhu cấu cấp thiết trong sản xuất ở ta hiện nay. Tuy rằng các loại piston khác nhau về
hình sáng và kích thớc, và tuỳ theo chức năng làm việc ở động cơ xăng hay động cơ
diezel, nhng đại thể chúng có một quy trình công nghệ không khác nhau nhiều lắm.
Nếu ứng với mỗi loại piston ta phải tiến hành tính toán thiết kế một quy trình công
nghệ thì nh phần trớc đã phân tích sẽ không đem lại hiệu quả kinh tế.
Do vậy, việc tập hợp các kiểu piston của nhiều loại động cơ ôtô lại, nguyên
cứu quy trình công nghệ và thiết kế một quy trình công nghệ điển hình tiến đến thiết
kế quy trình công nghệ gia công nhóm cho toàn bộ các nguyên công trong quy trình
là một vấn đề hợp lý và cần thiết, nh vậy nó sẽ đáp ứng đợc yêu cầu sử dụng hiện
nay ở nớc ta và mang lại hiệu quả kinh tế đáng kể.
Chi tiết điển hình là một chi tiết có thể là chi tiết trong nhóm hoặc là một
chi tiết giả tạo mà nó có đầy đủ các bề mặt cần gia công ở tất cả các chi tiết trong
nhóm.
Thờng ngời ta lập chi tiết điển hình bằng cách vẽ chồng, nghĩa là cho đờng
tâm đối xứng của chúng trùng nhau và sử dụng các ký hiệu đờng nét khác nhau để
biểu diễn từng chi tiết cụ thể.
Sau đó bằng cách đánh số các bề mặt gia công và ký hiệu đó là nghiên
công. Do đó đối với từng chi tiết cụ thể, căn cứ vào các ký hiệu nói trên để biết cần
thực hiện bao nhiêu nguyên công. Còn kích thớc thì căn cứ chung và kích thớc
chung của chi tiết điển hình và điều chỉnh lại là có kích thớc cụ thể của chi tiết gia
công.
Do vậy khi thiết kế đồ gá gia công nhóm, ngời ta tính toán cho kích thớc
lớn nhất và nhỏ nhất của chi tiết điển hình. Vì vậy kích thớc của các chi tiết trong
nhóm chỉ cần điều chỉnh hoặc thay đổi một số ít kết cấu đồ gá, còn những phần cơ

bản đều không thay đổi.
ở đây, trong phạm vi một đề tài lý thuyết nghĩa là không yêu cầu gia công
đạt kích thớc cho từng chi tiết riêng biệt, cho nên ta có thể lập chi tiết điển hình
bằng cách vẽ tất cả các bề mặat cần gia công của tất cả các chi tiết trong nhóm và
thiết kế quy trình trang bị công nghệ để gia công theo nguyên lý đạt đợc kích thớc
chung ghi trong bản vẽ của chi tiết tổng hợp.

SVTH : Trần Văn Hng Lớp 00C1C

Trang 20


Sau khi phân tích về điều kiện làm việc và phân loại piston ta chọn piston
làm chi tiết điển hình cho nhóm piston đã chọn.

SVTH : Trần Văn Hng Lớp 00C1C

Trang 21


PHÇN III
LËP QUY TR×NH C¤NG NGHÖ GIA C¤NG
piston d398

SVTH : TrÇn V¨n Hng Líp 00C1C

Trang 22


A. PHÂN TíCH CáC PHƯƠNG áN TạO PHÔI

Và LựA CHọN PHƯƠNG áN
I. GiớI THIệU Về PISTON D398.
Piston D398 là piston đợc dùng trong đầu máy xe lửa của Mỹ, có kích thớc
tơng đối lớn, hình dạng cũng giống piston khác, chỉ khác ở chỗ đỉnh piston có khoan
lỗ lắp núm chịu nhiệt nhằm mục đích tăng tuổi thọ của piston. Chính vì vậy ta chọn
piston D398 làm chi tiết điển hình.
Về kết cấu piston D398 có các phần sau :
1. Đỉnh : Có dạng lõm cầu, bên trong có khoan lỗ để lắp núm chịu nhiệt,
ngoài ra còn phay 2 cung trên đỉnh để tránh piston va đập với xupáp.
2. Đầu : Phần này có thành dày để đảm bảo cứng vững, trên đầu có 2 rãnh
secmăng khí và một rãnh secmăng dầu, trên rãnh secmăng dầu có khoan 4 lỗ dầu.
3. Thân : Có dạng côn nhỏ về phía đỉnh. Trên thân có :
+ Nụ ắc : Đúc liền với piston nên đảm bảo độ cứng vững mà không cần
thêm gân.
+ Lỗ ắc : Để lắp chốt ắc và bôi trơn ắc piston. Lỗ ắc có dạng ôvan với
các trục lớn theo phơng ngang là 63,6 mm, truc bé theo phơng đứng là 62,2 mm.
+ Rãnh hãm ắc : Rãnh này để lắp vòng hãm ắc nhằm giữ chốt ắc không
xê dịch theo phơng dọc lỗ ắc trong quá trình làm việc.
+ Đáy piston : Phần này để làm chuẩn phụ trong quá trình gia công và
điều chỉnh khối lợng piston.
II. XáC ĐịNH DạNG SảN XUấT Và CáCH TạO PHÔI.
1. Dạng sản xuất.
Theo yêu cầu đề ra chi tiết đợc sản xuất hàng loạt lớn.
2. Cách tạo phôi.
Ngày nay, piston nhôm đúc thờng dùng loại có ký hiệu AJL25; AJL27 và
AJL30. Đặc điểm của các loại hợp kim này là có thành phần Silic cao ( 11ữ13 và 20
ữ 22% ) đảm bảo tính đúc tốt, lợng đồng ít giảm đợc hệ số giãn nở vì nhiệt =0,
(21.10-4/oC ) và lợng magiê nhất định (khoảng 1%) để làm tăng hiệu quả nhiệt luyện,
tôi và hoá già.
Ta chọn vật liệu chế tạo piston là loại hợp kim AJL25. Piston làm việc

trong điều kiện nặng nề, chịu áp suất cao, tải trọng thay đổi và có tính va đập. Do đó
đòi hỏi cơ tính cao, chất lợng tốt, nhất là phần đỉnh trực tiếp tiếp xúc với khí cháy.
Vì vậy khi chế tạo piston phải đảm bảo không có khuyết tật, đặc biệt là ở phần đỉnh
là không có rỗ, lõm co. Để đảm bảo yêu cầu này và thích hợp với dạng sản xuất ta
chọn phơng pháp chế tao phôi : đúc trong khuôn kim loại.
SVTH : Trần Văn Hng Lớp 00C1C

Trang 23


3. Cấu tạo khuôn đúc :
Vì yêu cầu của phôi phần đỉnh tốt, nên ta chọn khuôn mà khuôn có thể
đứng, đỉnh nằm phía dới.
Cấu tạo khuôn nh sau :
8

3
2
9
10
1

12
11

Hình 3-1
1. Tay cầm
5. Lõi khuôn
9. Thao tác
2. Thới khuôn

6. Tay cầm lõi
10. Chốt bản lề
3. Đế khuôn
7. Đậu ngót
11. Đậu hơi
4. Vỏ khuôn
8. Lòng khuôn
12. Đậu ngót
3.1. Ruột khuôn :
Ruột khuôn nằm bên trong lòng khuôn nên khi khuôn đúc chịu nhiệt lớn.
Do đó nó đợc làm bằng thép hợp kim chịu nhiệt 40X. Ruột khuôn đợc làm bằng
nhiều mảnh thép ghép lại với nhau theo chiều cao, mỗi mảnh có một cán riêng để
cầm khi rút khuôn.
3.2. Vỏ khuôn :
Vỏ khuôn đợc chế tạo thành 2 nửa ghép lại với nhau bằng khớp bản lề
mỗi nửa có tay cầm riêng để đóng mở khuôn.
Vỏ khuôn đựoc đúc bằng gang chịu nóng.
3.3. Đế khuôn :
Đợc chế tạo bằng thép chịu nóng 40X, dạng có chỏm cầu để tạo lõm cầu
đỉnh piston khi đúc.
3.4. Thớt piston :
Có hình rẽ quạt, đợc làm bằng gang trên mặt thớt có 2 cung gờ để 2 vỏ
khuôn trợt lên đó khi đóng mở.

SVTH : Trần Văn Hng Lớp 00C1C

Trang 24


3.5. Thao tác :

Khi đúc phải tiến hành theo các trình tự sau :
+ Nung nóng toàn bộ khuôn.
+ Lắp ráp khuôn.
+ Rót kim loại vào khuôn.
+ Tháo khuôn theo đúng trình tự lấy phôi.

SVTH : Trần Văn Hng Lớp 00C1C

Trang 25