ĐỒ ÁN CN CTM chi tiết TRỤC KHUỶU, bao gồm bản vẽ và thuyết minh

PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG. I Đặc điểm công dụng: Chi tiết trục khuỷu động cơ D12 có 1 chốt khuỷu. Đây là chi tiết quan trọng của động cơ đốt trong. Trục khuỷu kết hợp với tay biên biến chuyển động tịnh tiến của pitston thành chuyển động quay của trục khuỷu rồi truyền sang bộ phận công tác khác. Khi làm việc trục khuỷu chịu tải trọng lớn do các mô men xoắn và lực quán tính gây ra, các lực này mang tính chất chu kỳ làm trục khuỷu bị kéo, nén, uốn, xoắn với ứng suất khá lớn và chịu mài mòn, va đập. Chi tiết trục khuỷu D12 thuộc nhóm chi tiết họ trục, nó là loại trục lệch tâm bởi vì có những cổ trục không nằm trên một đường tâm. II Phân tích điều kiện kỹ thuật và chọn phương pháp gia công lần cuối các bề mặt: () Phân tích điều kiện kỹ thuật: Trục khuỷu là chi tiết máy có kết cấu phức tạp, chế tạo khó khăn, yêu cầu kỹ thuật cao, để đảm bảo chất lượng tốt thì trục khuỷu cần có các yêu cầu sau: 1 Kết cấu phải đảm bảo vững chắc và có sức bền cao, không gây ra dao động. 2 Tránh gây ứng suất tập trung tại các vị trí của biên (chỗ giữa má khuỷu với trục khuỷu). Yêu cầu của chi tiết gia công đạt độ chính xác cao, độ cứng bề mặt đạt 50  60 HRC. 3 Phải tiến hành cân bằng động, để đảm bảo giảm bớt quán tính của các lực động của động cơ đốt trong trong quá trình làm việc. () Chọn phương pháp gia công các bề mặt. Cổ khuỷu 50. Cổ khuỷu lắp với tay biên, cổ khuỷu chịu tải trọng thay đổi liên tục trong quá trình làm việc và chịu mòn cơ học nên cần các yêu cầu kỹ thuật sau: Độ chính xác bản thân cao để đảm bảo truyền động tốt, kích thước đường kính đạt Độ nhám bề mặt Rz = 0,63 để chịu mài mòn và chịu mỏi cao, để đạt được 2 yêu cầu này cần sử dụng phương pháp gia công lần cuối là mài tính. Độ chính xác tương quan: + Độ không song song của đường tâm cổ trục thanh truyền động (cổ khuỷu) so với đường trục AA  0,03100 (mm). + Khoảng cách giữa đường tâm cổ khuỷu và đường trục AA đạt 47,50,15 (mm). Để đạt được yêu cầu này cần phải có biện pháp gá đặt hợp lý. Hai cổ khuỷu 55 cần được gia công chính xác để lắp ổ đỡ. Độ chính xác kích thước 55 K5 ( ) Độ nhám bề mặt hai cổ trục và gờ chặn để đảm bảo 2 yêu cầu trên ta sử dụng phương pháp gia công lần cuối là mài tính. Độ không song song giữa đường sinh hai cổ trục so với đường trục AA không quá 0,02100 (mm). Để đạt được hai yêu cầu này ta phải gia công 2 cổ trục và gờ chặn trên cùng một lần gá đặt với chuẩn tinh là hai lỗ tâm. Bề mặt 55 để lắp phớt chắn dầu và bề mặt 45 để lắp bánh răng cần được gia công chính xác để lắp ghép tốt. Độ chính xác bản thân và Độ nhám bề mặt Độ không song song của đường sinh bề mặt và so với đường tâm AA  0,03100 (mm). Để đảm bảo hai yêu cầu trên ta chọn biện pháp công nghệ gia công lần cuối là mài tinh và chọn chuẩn tinh là 2 lỗ tâm. Bề mặt côn 1:8. Bề mặt này lắp ghép với bánh đà nên cần phải đạt được các yêu cầu sau: Độ không đồng tâm của bề mặt côn với đường trục AA 0,02100(mm). Cần gia công chính xác để đảm bảo lắp ghép tốt. Độ chính xác bản thân chiều rộng rãnh then cần đạt 7H9 (+0,163) và 10H9 (+0,063). Chiều dài rãnh then 24+ 0,87 (mm) ; 35+0,87(mm). Độ nhám bề mặt R720. Độ chính xác tương quan cần đạt. Độ dịch chuyển góc rãnh then 7 và cổ trục khuỷu  30. Đường tâm đối xứng của rãnh then 10 dịch chuyển so với đường trục AA  0,1 (mm). Độ không thẳng góc của mặt phẳng lắp đối trọng với mặt phẳng đi qua tâm cổ trục và tâm khuỷu  0,360 (mm). + Độ không thẳng góc của lỗ ren M12 x 1,25 so với đường tâm cổ trục  0,2 (mm). Độ không thẳng góc so với mặt phẳng lắp đối trọng  0,230(mm). + Các lỗ khoan 6, 18 trên cổ khuỷu khoan 1 lần là được. 3 Tính công nghệ của kết cấu chi tiết : a) Phần đầu trục khuỷu. Phần này được lắp ghép với cơ cấu dẫn động và khởi động. b) Phần thân trục khuỷu. Bao gồm: Má khuỷu, cổ trục, cổ biên. Má khuỷu: là phần liên kết giữa cổ trục 55 và cổ biên, má khuỷu có hình bầu dục trên có bề mặt lắp đối trọng, trên bề mặt này có các rãnh khía và có lỗ bắt vít, tác dụng của rãnh là giảm lực cắt trong quá trình làm việc. Cổ trục 55 và cổ biên 50. Các kích thước chiều dài của 55 và cổ biên đã cho trong bản vẽ lồng phôi, các kích thước đường kính gia công theo yêu cầu đòi hỏi chỉnh xác, đảm bảo độ cứng vững trong quá trình làm việc. Trục khuỷu làm việc trong điều kiện nặng nề, chịu lực cắt lớn. Vì vậy ta phải chế tạo lỗ bôi trơn cho trục. Trong quá trình làm việc với kết cấu chi tiết ta khoan lỗ 18 từ má khuỷu vào tâm. Cổ biên tâm lỗ lệch với tâm trục là 5o, sâu 50 và khoan lỗ 6 trên mặt ngoài cổ biên thông với lỗ 18 để dẫn dầu bôi trơn. c) Phần đuôi khuỷu: Đây là phần bánh đà lắp với trục khuỷu, được chế tạo theo yêu cầu chính xác, đảm bảo yêu cầu đã cho trên bản vẽ. Qua việc phân tích ở trên ta thấy chi tiết vừa đảm bảo kỹ thuật đề ra vừa đảm tiết kiệm vật liệu và đảm bảo tính hợp lý về mặt công nghệ, chế tạo phù hợp với sản xuất lớn. PHẦN II XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT 1 Ý nghĩa của việc xác định dạng sản xuất. Dạng sản xuất là một khái niệm kinh tế kỹ thuật tổng hợp, nó đặc trưng cho kỹ thuật tổ chức sản xuất và quản lý kinh tế nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao nhất. Xác định dạng sản xuất có ý nghĩa rất quan trọng vì khi ta biết được dạng sản xuất là ta biết được điều kiện phân bổ vốn đầu tư mà có biện pháp áp dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật, quản lý tổ chức sản xuất hợp lý. 2 Xác định dạng sản xuất: Xác định dạng sản xuất dựa vào sản lượng kế hoạch năm: Công thức tính: (chiếcnăm) Trong đó: NCK Sản lượng cơ khí của chi tiết cần gia công (chiếcnăm) NKHSản lượng hàng năm của chi tiết (cn); NKH = 10.00(cnăm) mi Số chi tiết cùng tên trong mỗi sản phẩm mi = 1  Hệ số dự phòng, mất mát, hư hỏng do chế tạo  = (3 6)% ta chọn  = 5%  Hệ số dự phòng trong vận chuyển, bảo quản = (5 7)% ta chọn = 5%. Nck =20000 .1( =22050 (ctn) 3 Xác định khối lượng chi tiết : Công thức tính : G =  . V Trong đó :  = 7,8 (kgdm3), ( khối lượng riêng của thép). V: Thể tích chi tiết gia công. Để tìm V ta phải tách ra nhiều thể tích chi tiết khác sau đó tổng hợp lại. V10 = = = 12717 (mm3) V=V1+V2+V3+V4+V5+V6+V7+V8V9V10 = 931551,1 (mm3) VT = 1025743,1 (mm3)  VCT = 1,025743 x 7,8 = 8 (kg). b) Kết luận: Với sản lượng : NCK = 22056 (chiếcnăm). Trọng lượng chi tiết = 8 (kg) Tra tài liệu thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máytác giả Trần Văn ĐịchNhà xuất bản khoa học kỹ thuật1999 trang 13bảng 2, ta có dạng sản xuất: hàng khối. 4 Xác định hình thức chuyên môn hoá: Căn cứ vào dạng sản xuất mà trong quy trình công nghệ áp dụng hình thức chuyên môn hoá đối tượng theo mặt bằng phân xưởng, máy móc, thiết bị được bố trí theo thứ tự nguyên công. 5 Xác định nhịp sản xuất: R = (phc). Trong đó : T: Là thời gian làm việc hiệu qua trong năm. T =(365 52 8)2.8(10,16) =245952 (phnăm).  =0,16: Là hệ số nghỉ phép, nghỉ ốm.  R = =11,16 (ph). PHẦN III CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP TẠO PHÔI Việc chọn phôi đóng vai trò rất quan trọng trong quá trình gia công tiếp theo, nếu chọn phôi hợp lý không những chỉ đảm bảo tốt về những tính năng kỹ thuật mà còn ảnh hưởng tốt năng xuất chất lượng và giá thành sản phẩm. Chọn phôi tốt sẽ làm cho quá trình gia công cơ giảm đi nhiều về chi phí gia công, vật liệu và kích thước phôi được tính toán theo lượng dư gia công cụ thể, chọn phôi căn cứ vào các yếu tố sau: 1Vật liệu và cơ tính của vật liệu mà chi tiết phải có theo yêu cầu thiết kế. 2 Kích thước, hình dáng và kết cấu của chi tiết. 3 Số lượng của chi tiết trong năm loại dạng sản xuất. 4Cơ sơ vật chất kỹ thuật cụ thể của nơi sản xuất phôi. Từ các yếu tố trên với chi tết gia công là trục khuỷu D12, vật liệu là thép 45 với chi tiết trục khuỷu làm việc với chế độ tỷ trọng uốn, kéo, nén và xoắn nên tốt nhất là chọn tổ chức kim loại dạng thớ. Để phôi có tổ chức kim loại dạng thớ cùng với kết cấu phức tạp, dạng sản xuất của chi tiết ta chế tạo bằng một trong các phương pháp sau: IPhôi đúc. Đặc điểm: Phôi đúc có cơ tính đạt được không cao bằng phôi rèn, tổ chức kim loại không đồng đều và không tốt với điều kiện làm việc nặng nề khả năng chịu lực phức tạp của chi tiết kém như uốn xoắn kéo nén,giá thành của chi tiết cao. Do vậy phương án này không phù hợp. II Phôi rèn: Đặc điểm: Phôi rèn có cơ tính tốt hơn phôi đúc vẫn đảm bảo được điều kiện bền khi chịu lực phức tạp vì tổ chức kim loại ở dạng thớ nhất là những nơi có tiết diện thay đổi đột ngột. So sánh phôi rèn và phôi đúc ta thấy phôi rèn hơn hẳn phôi đúc lên ta chọn phương án rèn để tạo phôi và sau đây là các phương án: 1 Phương án I: Rèn tự do. Là phương pháp gia công bằng áp lực trong đó kim loại được biến dạng trong không gian tự do. Ưu điểm: Phương pháp này có thể chế tạo được các vật rèn có kích thước rất nhỏ đến rất lớn, từ đơn giản đến phức tạp. Dụng cụ gia công đơn giản, rẻ tiền. Nhược điểm: Độ chính sác gia công không cao, lượng dư để lại cho gia công cơ thường lớn. Tổ chức kim loai bề mặt bị chai cứng, quy mô sản xuất nhỏ, sản lượng không cao lên chỉ phù hợp với dạng sản xuất nhỏ và đơn chiếc. 2 Phương án II: Rèn khuôn. Rèn khuôn là phương pháp gia công kim loại bằng áp lực, trong đó kim loại được biến dạng trong lòng khuôn. Phương án này cho năng xuất cao.Tổ trức kim loại cố cơ tính rất cao độ chính xác và độ bóng bề mặt cao.Tiết kiệm được nguyên liệu, lượng dư gia công nhỏ: () Có hai phương pháp rèn khuôn sau. a) Dập thể tích trên máy búa: Ưu diểm: Sử dụng máy dụng giản, giá thành hạ và đơn giản và thông dụng. Nhược điểm: Do dập búa trên máy búa, nên lực dập lớn và dập nhiều đòi hỏi chế tạo khuôn phức tạp, giá thành khuôn cao, bề mặt chi tiết có ba via gây khó khăn cho quá trình gia công cơ sau này: b) Dập trên mắy ép trục khuỷu: Ưu điểm : Máy làm việc êm, độ cứng vững cao kích thước chính xác, lượng dư tối thiểu, độ bóng bề mặt tương đương với 3. Cơ tính vật rèn được nâng cao sau một lần nung có thể hoàn thành vật rèn, không có ba via giảm thời gian gia công.Tiết kiệm được nguyên liệu. Nhược điểm: Giá thành máy cao, kích thước phôi ban đầu đòi hỏi chính xác. 3. Xác định phương phấp tạo phôi: Qua phân tích các phương án trên ta thấy với dạng sản xuất hàng khối, chi tiết yêu cầu độ chính xác cao, cơ tính tốt. Để tiết kiệm được nguyên liệu, giảm thời gian gia công ta chọn phương án tạo phôi là dập nóng trên máy ép trục khuỷ. () Hình dáng kết cấu phôi trong khuôn: PHẦN IV THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG. A. Phân tích lựa chọn chuẩn định vị. I Những lời khuyên khi chọn chuẩn: Chọn chuẩn có ý nghĩa rất lớn trong việc thiết kế và lập quy trình công nghệ. Nó tác động trực tiếp đến độ chính xác và giá thành sản phẩm. Chọn chuẩn xuất phát từ nguyên tắc 6 điểm, sao cho khống chế đủ số bậc tự do cần thiết, tránh thiếu hoặc siêu định vị. Chọn chuẩn sao cho lực cắt và lực kẹp nhỏ nhất, gây sai số ít nhất trong quá trình gia công. Chọn chuẩn sao cho đồ gá có kết cấu đơn giản, giảm nhẹ sức lao động, tính chuyên môn hoá cao. Phù hợp với loại hình sản xuất. II Chọn chuẩn tinh. 1 Những yêu cầu và lời khuyên khi chọn chuẩn tinh. a) Yêu cầu: Chọn chuẩn tinh phải thoả mãn 2 yêu cầu: + Phải phân bố đủ lượng dư cho các bề mặt gia công + Phải đảm bảo độ chính xác cao về vị trí tương quan giữa các bề mặt gia công với nhau. b) Những lời khuyên: Xuất phát từ hai yêu cầu trên ta có 3 lời khuyên sau: Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính. Nếu thoả mãn được lời khuyên này thì sẽ đơn giản hoá được quá trình gia công, lắp ráp đỡ phải gia công chuẩn tinh phụ. Cố gắng chọn chuẩn tinh sao cho tính tr