Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế QTCN dập và khuôn dập trục khuỷu Thiết kế QTCN gia công trục khuỷu D20

Đồ án tốt nghiệp - Trờng Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái
Nguyên
"Thiết kế QTCN dập và khuôn dập trục khuỷu . Thiết kế gia công
trục khuỷuD20"

bộ giáo dục và đào tạo
trờng đại học kỹ thuật công nghiệp THáI NGUYÊN

KHOA CƠ KHí
bộ môn: kỹ thuật chế tạo máy
--------- ---------

đồ án tốt nghiệp
Thiết kế QTCN dập và khuôn dËp trơc khủu
ThiÕt kÕ QTCN gia c«ng trơc khủu D20

Thùc hiện đề tài

:

Nguyễn Quốc

Thịnh
Lớp

:

Giáo viên hớng dẫn

K32MC
:

ThS Nguyễn

Phú Hoa

Nguyễn Quốc Thịnh K32M
Công nghiệp

Trờng ĐH Kỹ Thuật
1


Đồ án tốt nghiệp - Trờng Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái
Nguyên
"Thiết kế QTCN dập và khuôn dập trục khuỷu . Thiết kế gia công
trục khuỷuD20"
Thái nguyên 2001

Nguyễn Quốc Thịnh K32M
Công nghiệp

Trờng ĐH Kỹ Thuật
2


Đồ án tốt nghiệp - Trờng Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái
Nguyên
"Thiết kế QTCN dập và khuôn dập trục khuỷu . Thiết kế gia công
trục khuỷuD20"

Nhận xét của giáo viên hớng dẫn

Nguyễn Quốc Thịnh K32M
Công nghiệp

Trờng ĐH Kỹ Thuật
3


Đồ án tốt nghiệp - Trờng Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái
Nguyên
"Thiết kế QTCN dập và khuôn dập trục khuỷu . Thiết kế gia công
trục khuỷuD20"

Nhận xét của giáo viên chấm đồ án

Nguyễn Quốc Thịnh K32M
Công nghiệp

Trờng ĐH Kỹ ThuËt
4


Đồ án tốt nghiệp - Trờng Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái
Nguyên
"Thiết kế QTCN dập và khuôn dập trục khuỷu . Thiết kế gia công
trục khuỷuD20"

Lời nói đầu

T

Trong công cuộc công nghiệp hoá và hiện đại
đất nớc, các ngành kinh tế nói chung và ngành
cơ khí nói riêng đòi hỏi các kỹ s và các cán bộ
kỹ thuật có kiến thức tơng đối rộng và phải biết vận
dụng sáng tạo những kiến thức đà học để giải quyết
những vấn đề thờng gặp trong thực tế .
Đồ án tốt nghiệp đóng vai trò hết sc quan trọng
trong quá trình đào tạo trở thành ngời kỹ s. Qua quá
trình làm đồ án tốt nghiệp giúp cho sinh viên hiểu rõ
hơn về những kiến thức đà đợc tiếp thu trong quá trình
học tập, đồng thời nâng cao khả năng vận dụng sáng
tạo những kiến thức này để làm đồ án cũng nh công tác
sau này.
Là một sinh viên chuyên ngành cơ khí. Trong thời
gian làm đồ án tốt nghiệp em đợc giao nhiệm vụ:
''Thiết kế QTCN dập và khuôn dập trục khuỷu
. Thiết kế QTCN gia công trục khuỷu D20.''.
Đây là một đề tài mới và khó đối với em. Tuy nhiên
trong thời gian đi thực tập và làm đồ án tốt nghiệp đợc
sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo hớng dẫn: Thạc sĩ
Nguyễn Phú Hoa .Vơí sự học hỏi của bản thân em đà đa ra một phơng án gia công trục khuỷu D20 , theo em phơng án này sẽ đảm bảo độ chính xác và yêu cầu kỹ
thuật.
Đồ án tốt nghiệp của em gồm có phần thuyết
minh và phần bản vẽ mà ở đó đà trình bày đầy đủ quy
trình công nghệ gia công, chế độ cắt và đồ gá dùng
để gia công .
Nguyễn Quốc Thịnh K32M
Công nghiệp

Trờng §H Kü ThuËt
5


Đồ án tốt nghiệp - Trờng Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái
Nguyên
"Thiết kế QTCN dập và khuôn dập trục khuỷu . Thiết kế gia công
trục khuỷuD20"

Tuy nhiên do trình độ hiểu biết về lý thuyết và
thực tế còn hạn chế, do đó trong đồ án này không thể
tránh khỏi sai sót . Vậy em rất mong nhận đợc sự chỉ bảo
của các thầy và các bạn để em có thể hiểu sâu hơn về
môn học cũng nh các phơng án khác hợp lý hơn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hớng dẫn
ThS.Nguyễn Phú Hoa cùng các thầy giáo trong khoa cơ
khí - TrờngĐHKTCNTN đà tận tình hớng dẫn em hoàn
thành đồ án đúng thời hạn. Đồng thời cũng bày tỏ lòng
biết ơn chân thành tới các thầy cô giáo và các bạn đÃ
giúp đỡ em trong suốt 5 năm học qua cũng nh trong thời
gian làm đồ án tốt nghiệp .
Thái Nguyên ngày 26 tháng 12 năm
2000

Sinh

viên

Nguỹên

Quốc

Thịnh

Phần I
Phân tích tính công nghệ của chi tiết chọn
phơng án CHế TạO PHÔI
I. Chức năng, điều kiện làm việc, công dụng và
yêu cầu kỹ thuật của chi tiết.
Nguyễn Quốc Thịnh K32M
Công nghiƯp

Trêng §H Kü Tht
6


Đồ án tốt nghiệp - Trờng Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái
Nguyên
"Thiết kế QTCN dập và khuôn dập trục khuỷu . Thiết kế gia công
trục khuỷuD20"
1. Chức năng, điều kiện làm việc, công dụng của chi
tiết.
Trục khuỷu là một trong những chi tiết máy quan trọng nhất
trong động cơ, cờng độ làm việc lớn nhất và giá thành cao nhất.
Công dụng của trục khuỷu là tiếp nhận lực tác dụng trên pitston
chuyền qua thanh truyền và biến chuyển động tịnh tiến cuả
pitston thành chuyển động quay của trục để đa công suất ra
ngoài (dẫn động các máy công tác khác).
Khối lợng của trục khuỷu thờng chiếm từ 7 15% khối lợng

của động cơ. Giá thành của trục khuỷu thờng chiếm từ 25 30%
giá thành toàn bộ động cơ.
Trạng thái làm việc của trục khuỷu rất nặng:
-Trong quá trình làm việc, trục khuỷu chịu tác dụng của lực
khí thể, lực quán tính (quán tính chuyển động tịnh tiến và
chuyển động quay).
Những lực này có giá trị rất lớn và thay đổi theo chu kỳ
nhất định nên có tính chất va đập rất mạnh.
Các lực tác dụng gây ra ứng suất uốn và xoắn, đồng thời
còn gây ra hiện tợng dao động dọc và xoắn, làm động cơ rung
động, mất cân bằng.
Ngoài ra các lực tác dụng nói trên còn gây ra hao mòn lớn
trên các bề mặt ma sát cổ trục và chốt khuỷu.

Nguyễn Quốc Thịnh K32M
Công nghiệp

Trờng §H Kü ThuËt
7


Đồ án tốt nghiệp - Trờng Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái
Nguyên
"Thiết kế QTCN dập và khuôn dập trục khuỷu . Thiết kế gia công
trục khuỷuD20"
Tuổi thọ của cơ cÊu trơc khủu thanh trun phơ thc vµ
ti thä cđa trục khuỷu vì vậy đối với kết cấu trục khuỷu, phải
đảm bảo các yêu cầu sau:
- Có sức bền lớn, độ cứng lớn trọng lợng nhỏ và ít hao mòn.
- Có độ chính xác gia công cao, bề mặt làm việc của trục

cần có độ bóng bề mặt và độ cứng cao.
Không xẩy ra hiện tợng cộng hởng trong phạm vi tốc độ sử
dụng.
Kết cấu của trục khuỷu phải đảm bảo tính cân bằng và
tính đồng đều của động cơ nhng đồng thời phải dễ chế tạo.
2. Yêu cầu kỹ thuật của chi tiết.
- Tôi cao tần phần cổ trục 40

0.08

và 58

0.02

độ cứng đạt

52 58 HRC. Độ cứng bề mặt còn lại đạt 20 26HRC.
- Lỗ thoát dầu trên cổ trục phải trơn, vát mép hai đầu 5 x
50o40’.
- Kh«ng cho phÐp cã vÕt nøt, vÐt lâm, phân tầng, vẩy sắt,
gấp nếp và các h hỏng cơ khí khác.
- Tổ chức kim loại không đợc xốp, đốm trắng, phân tầng,
lớp dạng gẫy.
- Dùng áo côn để kểm tra mặt côn, diện tích tiếp xúc
70%.

Nguyễn Quốc Thịnh K32M
Công nghiệp

Trờng ĐH Kỹ Thuật

8


Đồ án tốt nghiệp - Trờng Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái
Nguyên
"Thiết kế QTCN dập và khuôn dập trục khuỷu . Thiết kế gia công
trục khuỷuD20"
- Đờng tâm đối xøng cđa r·nh then 12 +0.027 vµ 8+0.036 cho
phÐp lƯch với đờng tâm cổ trục chính không quá 0.2
mm. Độ lệch góc là 0,1.
- Độ không song song của đờng sinh cổ biên so với đờng
tâm khuỷu không quá 0,05/100.
- Độ côn, ô van, tang trống của bề mặt 40

0.08

và 58

0.02

không quá 0,15.
- Độ không vuông góc của đờng tâm lỗ lắp đối trọng M16
so với trục khuỷu không quá 0,15.

II. Phân tích chi tiết gia công và xác định
dạng sản xuất.
1. Phân tích chi tiết gia công.
Căn cứ vào kết cấu của chi tiết trục khuỷu, căn cứ vào cách phân
loại vật dập theo bảng 64(tr. 164) [II]. Trục khuỷu là chi tiết có trục
chính cong thuộc phân nhóm 2, nhóm I.

Trên chi tiết các bậc giữa chốt khuỷu và má khuỷu là nhỏ nên có
thể dập liền sau đó gia công cơ. Các bậc còn lại đều dập
đựơc.Các lỗ dầu bôi trơn, lỗ bu lông đối trọng, rÃnh then, lỗ lắp
điều tốc không thể dập đợc mà phải dập liền sau đó gia công
cơ.
ký, bố trí nhân công làm việc hợp lý dẫn đến quá trình sản xuất
đạt hiệu quả cao.
2. Xác định dạng sản xuất.
Nguyễn Quốc Thịnh K32M
Công nghiệp

Trờng ĐH Kỹ Thuật
9


Đồ án tốt nghiệp - Trờng Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái
Nguyên
"Thiết kế QTCN dập và khuôn dập trục khuỷu . Thiết kế gia công
trục khuỷuD20"
Dạng sản xuất là một khái niệm kinh tế kỹ thuật tổng hợp,
nó phản ánh mối quan hệ tác động qua lại giữa tính chất và
nhiệm vụ sản xuất với đặc trng các biện pháp công nghệ sản
xuất cùng các biện pháp tổ chức kế hoạch trong quản lý, sản xuất
để đạt hiệu quả cao nhất.
a) Xác định sản lợng cơ khí.
Theo công thức:
Nck = NKH.mi(1+


).

Trong đó: Nkc sản lợng cơ khí chi tiết cần gia công
Nkh sản lợng theo kế hoạch Nkh=10000(C/năm)
mi = Số chi tiết cùng tên trong mỗi sản phẩm mi =1.
: hệ số dự phòng mất mát, h hỏng do chÕ t¹o,  = (36)%.
Chän  = 4%.
Nck = 10000.1.(1+4/10) = 14000 (chiếc /năm)
b) Xác định khối lợng chi tiết.

Nguyễn Quốc Thịnh K32M
Công nghiệp

Trờng ĐH Kỹ Thuật
10


Đồ án tốt nghiệp - Trờng Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái
Nguyên
"Thiết kế QTCN dập và khuôn dập trục khuỷu . Thiết kế gia công
trục khuỷuD20"

Hình vẽ : Thể tích chi tiết.
Khối lợng của chi tiết đợc tính theo công thức:
G. =V
Trong đó:
V: thể tính của chi tiết (dm3);
- trọng lợng riêng của vật liệu=7,852(kg/dm3).
V=v1+v2+v3+v4+v5+v5v6+v7+v8-v9-v10
Ta có:

v1= d2.l1/4=3,14.402.16/4=20106,19mm3
v2=d2.l2/4=3,14. 582.60/4=158524,76mm3
v3= v5= 115x90x36 =372600 mm3
v4=d2.l1/4=3,14. 582.57/4=150598,52mm3
v6=d2.l6/4=3,14. 582.82/4=2924781,91mm3
v7=d2.l7/4=3,14. 542.60/4= 137413,26 mm3
v8=d2.l8/4=3,14. 392.32/4=38226,89 mm3
v9=d2.l9/4=2.3,14. 162.37/4=14878,58 mm3
v10=d2.l10/4=2.3,14. 14,62.16/4=904,18 mm3
V = 1480394 mm3=,480 dm3
G = v. =,480.7,8=11,5 kg
Với sản lợng cơ khí 14000 chiếc/năm và khối lợng chi tiết là
11,5 (kg). Tra bảng 2(tr.13).[I]. ta có dạng sản xuất hàng khối

III. Chọn phơng án chế tạo phôi.
1/ Phơng pháp tạo phôi trục khuỷu D20.
Nguyễn Quốc Thịnh K32M
Công nghiệp

Trờng ĐH Kỹ Thuật
11


Đồ án tốt nghiệp - Trờng Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái
Nguyên
"Thiết kế QTCN dập và khuôn dập trục khuỷu . Thiết kế gia công
trục khuỷuD20"
Việc chế tạo trục khuỷu D20 để đạt đợc những yêu cầu kỹ thuật
và kinh tế, ngời kỹ s công nghệ phải xác định đợc kích thớc phôi
và chọn phôi thích hợp với điều kiện sản xuất nên việc chọn phôi

dựa trên những cơ sở sau:
- Vật liệu chế tạo phôi và cơ tính của vật liệu .
- Hình dáng và kết cấu của chi tiết.
- Khả năng đạt độ bóng của phơng pháp tạo phôi ./*
- Điều kiện cụ thể sản xuất của nhà máy ở đây chi tiết trục
khuỷu D20 vật liệu là thép 45X, với loại vật liệu này có độ dẻo độ
dai tốt phù hợp với các phơng pháp gia công cắt gọt sau này.
Do những yêu cầu kỹ thuật của chi tiết đòi hỏi độ chính xác ,độ
bền cơ tính và độ bóng bề mặt. Để thoả mÃn các yêu cầu trên
việc sản xuất phôi trục khuỷu D20 có các phơng pháp nh đúc,
gia công áp lực: cán,rèn,dập nóng. Ta phải so sánh lựa chọn giữa
các phơng pháp để đa ra phơng án tạo phôi hợp lý đảm bảo cả
về hai mặt kinh tế và kỹ thuật.
1. Rèn tự do hoặc rèn khuôn.
Thờng dùng cho các loại thép các bon, thép hợp kim để rèn.
Ư điểm:
- Thích hợp với điều kiện sản xuất loạt vừa và nhỏ.
- Chi phí về trang bị công nghệ không đắt.
Nhợc điểm: Lợng d công nghệ lớn, khi gia công cắt gọt các thớ
kim loại bị cắt đứt , không liên tục do đó ảnh hởng đến sức bền
của trục khuỷu.
2. Đúc.
Ưu điểm:
Nguyễn Quốc Thịnh K32M
Công nghiệp

Trờng ĐH Kỹ Thuật
12

Đồ án tốt nghiệp - Trờng Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái
Nguyên
"Thiết kế QTCN dập và khuôn dập trục khuỷu . Thiết kế gia công
trục khuỷuD20"
Trọng lọng phôi và lợng d gia công nhỏ, đồng thời có thể đúc
đợc những kết cấu phức tạp khiến cho việc phân bố kim loại bên
trong
của trục khuỷu có thể thực hiện theo ý muốn để đạt đợc sức
bền cao nhất.
Nhợc điểm:
- Thành phần kim loại đúc khó đồng đều.
- Khi đúc thép kết tinh không đều.
- Tinh thể phía trong thô hơn tinh thể mặt ngoài.
- Dễ xẩy ra các khuyết tật đúc nh rỗ khí, thiên tích, rạn nứt
...
3. Dập nóng thể tích.
a) Dập nóng thể tích trên máy búa dập.
Thực chất quá trình dập trên máy búa là sự điền đầy kim
loại vào phần rỗng của khuôn nhờ lực va đập.
Ưu điểm:
- Lọng d gia công nhỏ vì dập trên búa máy có nhiều mức
độ chính xác khác nhau. Lọng d gia công bé nên tiết kiệm
đợc kim loại, giảm giờ gia công cơ, giữ đợc mặt ngoài cơ
tính cao.
- Năng suất lao động tơng đối cao.
- Thao tác máy dễ dàng.
Nhợc điểm:
- Máy làm việc ồn.
Nguyễn Quốc Thịnh K32M
Công nghiƯp

Trêng §H Kü Tht
13


Đồ án tốt nghiệp - Trờng Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái
Nguyên
"Thiết kế QTCN dập và khuôn dập trục khuỷu . Thiết kế gia công
trục khuỷuD20"
- Hoàn thành một bớc hay nguyên công phải cần vài nhát
đập tăng thời gian phụ.
b) Dập trên máy ép trục khuỷu.
Ưu điểm:
- Máy làm việc êm, thân máy và cụm trục khuỷu thanh
truyền cứng vững tốt, dẫn hớng êm chính xác.
- Chất lợng vật rèn trên máy ép cao, tiết kiệm lợng hao kim
loại, năng xuất cao.
Nhợc điểm:
- Giá thành của máy ép cao.
- Khi quá tải thờng xẩy ra hiện tợng kẹt máy, nhiều trờng hợp
rất khó giải quyết.
- Kích thớc phôi ban đầu phải chính xác
- Khó đánh sạch lớp ôxy hoá nên yêu cầu thiết bị nung phải
không có hoặc ít ôxy hoá.
- Tính chất vạn năng so với máy búa kém hơn nên phải có
thiết bị phụ để tạo phôi.
2/Chọn phơng pháp chế tạo phôi.
Dựa vào những phân tích u nhợc điểm của các phơng pháp tạo
phôi trên, với chi tiÕt trơc khủu D20 vËt liƯu lµ thÐp 45X nên ta
chọn phơng án tạo phôi là dập nóng thể tích trên máy búa dập.

Nguyễn Quốc Thịnh K32M
Công nghiệp

Trờng ĐH Kü ThuËt
14


Đồ án tốt nghiệp - Trờng Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái
Nguyên
"Thiết kế QTCN dập và khuôn dập trục khuỷu . Thiết kế gia công
trục khuỷuD20"

Phần II
thiết kế công nghệ trên máy búa

I. Phân loại vật dập.
Dựa vào bảng 64 (tr.166) [II], ta xác định đợc vật dập là chi
tiÕt cã trơc chÝnh cong thc ph©n nhãm 2 nhãm I
II. Thiết kế vật dập.
1. Mặt phân khuôn - Đờng phân khuôn.
Điều kiện cơ bản để chọn mặt phân khuôn là dễ lấy vật
dập ra khỏi lòng khuôn. Với điều kiện nh vậy ta có các phơng án
sau:

Nguyễn Quốc Thịnh K32M
Công nghiệp

Trờng ĐH Kỹ Thuật
15

Đồ án tốt nghiệp - Trờng Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái
Nguyên
"Thiết kế QTCN dập và khuôn dập trục khuỷu . Thiết kế gia công
trục khuỷuD20"
-Mặt phân khuôn là một mặt phức tạp bao gồm các mặt
phẳng ngang nghiêng và cong nh hình a.
Phơng án này có nhợc điểm là chế tạo khuôn rất khó khăn,
khả năng điền đầy khuôn là khó nên không dùng.
-Mặt phân khuôn nh hình b. Là mặt phẳng chia đôi vật
dập ra làm 2 phần bằng nhau. Với phơng án này thì việc chế tạo
khuôn đơn giải hơn, khả năng điền đầy khuôn là tốt hơn.
Vậy ta chọn phơng án nh hình b.
2. Xác định lợng d và dung sai.
Dựa vào kích thớc của chi tiÕt :
B=90 mm
L =377 mm
Víi cÊp chÝnh x¸c cÊp 1. Theo bảng 70 (tr.201) [II] ta tra lợng
d và dung sai:
40 + 5  1, 2 = 45  1, 2
1,8

1,8

58 + 5  1, 2 = 63  1, 2
1,8

1,8

36 + 5  1, 2 = 41  1, 2

1,8

1,8

90 + 5 11,,58 = 95 11,,58
1,8
1,8
115+5  1, 2 =120  1, 2
1, 6
1, 6
377+ 5,5  0,7 = 382,5 0,7
Hình a:

Nguyễn Quốc Thịnh K32M
Công nghiệp

Trờng ĐH Kü ThuËt
16


Đồ án tốt nghiệp - Trờng Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái
Nguyên
"Thiết kế QTCN dập và khuôn dập trục khuỷu . Thiết kế gia công
trục khuỷuD20"

Hình b

3. Xác định góc nghiêng và lòng khuôn.
Thực tế không thể dập đợc vật dập trên máy búa có bề mặt
phẳng không thẳng đứng vì không thể nào lấy đợc vật dập ra

khỏi lòng khuôn. Chỉ có thể lấy đợc vật dập có thành bên thẳng
đứng hay có góc nghiêng bé bằng cơ cấu đẩy phôi riêng, những
cơ cấu này thực hiện trên máy búa rất khó khăn.
Nguyễn Quốc Thịnh K32M
Công nghiệp

Trờng ĐH Kü ThuËt
17


Đồ án tốt nghiệp - Trờng Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái
Nguyên
"Thiết kế QTCN dập và khuôn dập trục khuỷu . Thiết kế gia công
trục khuỷuD20"
Ngời ta xác định góc nghiêng lòng khuôn phụ thuộc vào kết
cấu của vật dập. Cụ thể góc nghiêng phụ thuộc vào kính thớc vµ
tû sè trun sau:
b -chiỊu réng; h -chiỊu cao; l -chiều dài của vật dập ở đoạn
có góc nghiêng. Dựa vào tỷ số

h
l
và
sẽ xác định đợc góc
b
b

nghiêng.
Ta có tại má khuỷu phần lắp đối trọng:
h=

95
, b = 120, l = 36. tra b¶ng 71.(tr205).[II] ta cã  =50.
2

Nh vËy ta chọn góc nghiêng thành ngoài là 7 0 còn góc
nghiêng thành trong lấy tơng ứng là 100 .
Góc nghiêng thành 2 đầu lấy tơng ứng là 150.
4. Bán kính lợn.
Khi dập trên máy búa nếu vật dập vuông thành sắc cạnh thì
dập rất khó khăn. Bán kính góc lợn trong R và ngoài r càng lớn
càng dễ dập.
Bán kính lợn ngoài r càng nhỏ thì điền đầy lòng khuôn
càng khó, ngoài ra ở những chỗ đó tạo thành ứng suất tâp trung
nên rÃnh lòng khuôn có thể bị nứt, toét thậm chí có thể bị vỡ
khuôn. Đồng thời góc nhọn gây nhiều khó khăn trong quá trình
nhiệt luyện và có thể tạo nên vết nứt.

Nguyễn Quốc Thịnh K32M
Công nghiệp

Trờng ĐH Kü ThuËt
18


Đồ án tốt nghiệp - Trờng Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái
Nguyên
"Thiết kế QTCN dập và khuôn dập trục khuỷu . Thiết kế gia công
trục khuỷuD20"
Bán kính lợn trong R nhỏ dẫn tới kim loại chảy rất khó thậm

chí bị đứt, tạo thành xoắn và gấp nếp ở các rÃnh sâu và sắc
cạnh.
Dựa vào bán kính lợn của chi tiết và bảng 72.(tr.210).[II] ta
có các góc lợn trên bản vẽ vật dập.
Dựa vào lợng d và dung sai, góc nghiêng thành lòng khuôn,
góc lợn ta xây dựng đợc bản vẽ vật dập nh hình vẽ.
bản vẽ vật dập

382,5

134,5

51.5
71,25
144,5
55,25

82
R8
R53

77,5

R2

R3

R144

51,5

120
ỉ
41

ỉ
61

3
R

ỉ
61

ỉ
45

R3

R3

58

95
R2

4

41,5

51,5

41,5

BV vật dập
5. Vành biên và xác định kích thớc rÃnh vành biên.
Vành biên là vành kim loại thừa xung quanh vật rèn trên mặt
phân khuôn nó ảnh hởng lớn đến quá trình dập.
Có ba ý nghĩa và vai trò cơ bản của vành biên trong khi dập
trên máy búa.
Nguyễn Quốc Thịnh K32M
Công nghiệp

Trờng ĐH Kỹ Thuật
19


Đồ án tốt nghiệp - Trờng Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái
Nguyên
"Thiết kế QTCN dập và khuôn dập trục khuỷu . Thiết kế gia công
trục khuỷuD20"
- Vào cuối quá trình dập vành biên tạo ra xung quanh vật
dập ngăn cản kim loại chảy ra mặt phân khuôn mà bức kim loại
chảy vào lòng khuôn điền đầy vật dập.
- Trongthực tế khó tạo ra kích thớc của phôi và lòng khuôn
trùng nhau, diện tích của các tiết diện ngang là không trùng nhau
đợc. Vì thế cần phải cho thể tích của phôi lớn hơn thể tích của
lòng khuôn, do đó sẽ có một ít kim loại chảy ra vành biên.
*) Dạng vành biên: Có nhiều kiểu dạng vành biên.
Dựa vào hình 75(tr.175) [II] ta chọn rÃnh vành biên dạng một

nh hình vẽ.
Chọn kết cấu rÃnh vành biên nh vậy làm cầu vành biên có độ
bên lớn vì nửa khuôn trên bị đốt nóng ít hơn nửa khuôn dới.

*) Kích thớc rÃnh vành biên.
Theo công thức xác định kích thớc rÃnh vành biên (tr.177) [II]
hc = 0,015 Fvd .
Trong đó Fvr : diện tích vật dập trên mặt chiếu bằng.
Nguyễn Quốc Thịnh K32M
Trờng ĐH Kỹ Thuật
Công nghiệp
20


Đồ án tốt nghiệp - Trờng Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái
Nguyên
"Thiết kế QTCN dập và khuôn dập trục khủu . ThiÕt kÕ gia c«ng
trơc khủuD20"
Fvr=45.16+61.55,25+41,5.115.2+51,5.61+79,25.61+60.50+
41.34,75=
hc =0,015.

27525,25 mm2
27525.25 =2,5

Tra bảng 65 (tr.178) [II], Chọn rÃnh số 6 loại 2:
hc = 3 (mm); R = 1,5 (mm); h 1 = 5 (mm); b = 7; b 1 = 30;
Sr = 233 (mm2).
Thể tích rÃnh vành biên: Vb = .Sr.[Cvr + .(b+b1)].
Trong ®ã  hƯ sè tÝnh ®Õn møc ®é ®iỊn đầy rÃnh vành

biên. Theo bảng 66 (tr.180) [II] có = 0,7.
Sr: diện tích tiết diện rÃnh vành biên xác định theo bảng 65
(tr.178).[II].
b, b1: chiều rộng cầu và rÃnh vành biên.
Cvr: chu vi vật dập.
: hệ số phụ thuộc vào dạng vật dập
Theo bảng 76(tr.181).[II], xác định đợc  = 5.
Cvr=2.310 + 41+ 50 + (63-50) + (83-63).2 + 2.(83-59) +
+ (81-41)= 822 (mm2)
Suy ra Vb = 0,7.233.[822+5.44] = 169950 (mm2).
*) Träng lỵng vËt dËp:
Qvr = Vvr..
Vvr = 1634615 mm3=1,634 dm3
Suy ra Qvd =1,634.7,8=12,75 kg
6. Xác định trọng lợng đầu rơi của máy búa dập.

Nguyễn Quốc Thịnh K32M
Công nghiƯp

Trêng §H Kü Tht
21


Đồ án tốt nghiệp - Trờng Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái
Nguyên
"Thiết kế QTCN dập và khuôn dập trục khủu . ThiÕt kÕ gia c«ng
trơc khủuD20"
Lùc tèn nhiỊu nhÊt để tạo nên vật dập là ở lòng khuôn cuối
cùng, vì thế khi xác định trọng lợng đầu rơi ta tính theo nhát
dập cuối cùng làm biến dạng kim loại.

Theo công thức 11.(tr.182).[II] ta có:
G =a.Fvd
trong đó:
a: là hệ số riêng, đối với máy búa tác dụng kép
a = 8kg/cm2
Fvd: Tổng diện tích trên hình chiếu bằng của vật dập.
Fvd = 275,255 cm2
G = a. Fvd = 8. 275,252 cm2 = 2202 kg.
Từ kết quả nhận đợc ta chọn trọng lợng đầu rơi của máy búa
qui chế theo bảng 69.(tr.186).[II] Ta có:
Trọng lợng đầu rơi của máy G1 = 2,5 tấn .
Hành trình làm việc lớn nhât khi chiều cao khuôn thấp
nhất:
Hmax = 1250mm,
Hmin =875mm.
III. Chọn các bớc dập. Xác định kích thớc phôi.
1. chọn các bớc dập.
Vật dập có khoảng cách giữa hai má khuỷu B = 51mm, đại lợng lệch tâm e = 57,4mm. Khi dập trục khuỷu quá trình chuẩn
bị chỉ có lòng khuôn uốn là khuôn chuẩn bị duy nhất. Đúng ra
cần phải vuốt trớc khi dập uốn, nhng do phôi khuỷu lớn, nặng vuốt
Nguyễn Quốc Thịnh K32M
Công nghiệp

Trờng ĐH Kỹ Thuật
22


Đồ án tốt nghiệp - Trờng Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái
Nguyên
"Thiết kế QTCN dập và khuôn dập trục khuỷu . Thiết kế gia công

trục khuỷuD20"
rất khó khăn nên tốt nhất làm rÃnh biên sâu để chứa kim loại
thừa.
Nh vậy ta chon sơ bộ các bớc dập sơ bộ nh sau:
Uốn Tạo hình cắt ba via.
Để xác định chính xác ta phải xác định qua phôi tính toán
và biểu đồ tiết diện.
2. Phôi tính toán và biểu đồ tiết diện.
Vật dập đợc dập tốt hay không là phụ thuộc vào phơng án công
nghệ có hợp lí hay không, chon các bớc dập dựa trên tiết diện
ngang của vật dập kể cả vành biên, từng phần riêng biệt của vật
dập theo chiều dài và các đại lợng tơng ứng của chúng.
Cần phải tạo ra phôi có kim loại phân bố ở từng phần riêng
đủ để điền đầy lòng khuôn và lợng kim loại ra vành biên đồng
đều nhng không phải chất kim loại đầy lòng khuôn. Mỗi diện
tích tiết diện ngang của phôi chuẩn bị phải gần bằng tổng diện
tích tiết diện của vật dập và vành biên tơng ứng. Tạo đợc phôi
nh vậy không những vật dập có chất lợng cao, vành biên đồng
đều, phế liệu ít mà còn giảm mòn và h hỏng khuôn dập. Để đạt
đợc mục đích đó dẫn tới xây dựng phôi tính toán và biểu đồ
tiết diện của vật dập.
Thực tế đà chứng minh rằng, phơng pháp tốt nhất để xác
định và giải quyết phơng án công nghệ cơ bản này là phơng
pháp xác định phôi tính toán và biểu đồ tiết diện của nó.
Nguyễn Quốc Thịnh K32M
Công nghiệp

Trờng ĐH Kỹ Thuật
23

Đồ án tốt nghiệp - Trờng Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái
Nguyên
"Thiết kế QTCN dập và khuôn dập trục khuỷu . Thiết kế gia công
trục khuỷuD20"
Để tính toán kích thớc phôi ta đi xác định theo trình tự
sau:
-Xác định đờng kính tính toán dt.
Diện tích tiết diện phôi tính toán ở vị trí bất kỳ S t đợc tính
theo công thức:
St = Svd + Sb =Svd + Sr
Trong đó:
St: diƯn tÝch tiÕt diƯnvËt dËp ë vÞ trÝ bÊt kú.
Sb: diện tích tiết diện vành biên.
Sr: diện tích tiết diện rÃnh vành biên.
Đờng kính phôi tính toán ở vị trí bất kỳ đợc tính theo công
thức:
.d 2t
S t d t 1,13. S t
4
Để tính dt ta cắt vật dập ở 9 tiết diện điển hình ta tính
đợc các số liƯu theo b¶ng sau:
1,4.sr
stt tiÕt svd(mm sr(mm2 hay
diƯn

2

)

st

dt mm)

)

2.sr

(mm2)
466

25,39

1

0

233

(mm2)
466

2

1590

233

327

1917

49,4

3

2922

233

327

3249

64,41

Ngun Qc Thịnh K32M
Công nghiệp

Trờng ĐH Kỹ Thuật
24


Đồ án tốt nghiệp - Trờng Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái
Nguyên
"Thiết kế QTCN dập và khuôn dập trục khuỷu . Thiết kế gia công
trục khuỷuD20"
4

8297

233

327

8624

104,9

5

2922

233

327

3249

64,41

6

8297

233

327

8624

104,9

7

2922

233

327

3249

64,4

8

1834

233

327

2161

52,5

9

1320

233

327

1647

45,8

Đặt các đoạn đờng kính dt trên đờng thẳng của tiết diện
ấy và nối các đầu đoạn thành đờng liên tục ta đợc bản vẽ phôi
tính toán hay biểu đồ đờng kính.
Nếu ta chia các tiết diện St theo tỉ lệ M:
h=

St
;
M

M=50

Nối các đầu cuối của các đoạn thẳng này ta đợc biểu đồ
tiết diện phôi tính toán.
- Tính đờng kính trung bình của phôi.
Phôi tính toán trung bình là phôi hình trụ có ®êng kÝnh
dtb, cã chiỊu dµi lt vµ thĨ tÝch b»ng thể tích vật dập cộng với thể
tích vành biên và lợng hao cháy.
Vt = Vvd +Vb +Vh
Trong đó:
Vt: Thể tích phôi tính toán

Vvd: Thể tích vật dập
Vb: Thể tích vành biên
Vh: Thể tích mất vì hao cháy
Nguyễn Quốc Thịnh K32M
Trờng §H Kü Tht
C«ng nghiƯp
25