Công nghệ chế tạo chốt treo xi lanh

CHƯƠNG 8 CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHỐT TREO XI LANH 8.1. GIỚI THIỆU CHUNG: Ngày nay, trong sự phát triển của khoa học kỹ thuật các thiết bị máy móc được nhập vào nước ta rất nhiều, trong quá trình sử dụng và khai thác do một số nguyên nhân như thời hạn sử dụng quá dài các chi tiết bị mài mòn và hư hỏng hoặc do sai sót trong quá trình khai thác vì vậy các chi tiết dễ bị hư hỏng… Để có những chi tiết kịp thời thay thế, sửa chữa cho máy, hạn chế được sự tốn kém do nhập linh kiện từ ngoài vào. Do vậy, ngày nay ngành công nghiệp chế tạo trở thành một ngành quan trọng trong lĩnh vực công nghiệp ở nước ta. Mục tiêu của việc gia công chế tạo máy là nhằm tạo ra các chi tiết đạt yêu cầu về kỹ thuật, hình dáng, kích thước, độ bền đồng thời hạn chế được tốn kém về kinh tế khi phải mua từ ngoài. Với quy trình công nghệ chế tạo chốt treo xi lanh được trình bày dưới đây sẽ góp phần trong việc chế tạo gối tựa xi lanh đạt chất lượng, tốt đảm bảo được những yêu cầu kỹ thuật. 8.2. XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT, CHỌN PHÔI: 8.2.1. Dạng sản xuất: Mục đích là xác định hình thái tổ chức sản xuất từ đó cải thiện tính công nghệ của chi tiết, chọn phương án chế tạo phôi, chọn thiết bị công nghệ hợp lý cho việc gia công chi tiết. Xác định khối lượng gần đúng của chi tiết theo công thức : m = V.r Trong đó: V: Thể tích của chi tiết, theo bản vẽ chi tiết ta xác định được: V = p.r2.l = 3,14.0,452.0,6 + 3,14.0,32.1,15 = 0,7 dm3 Với: r1 = 90 /2 = 45 mm = 0,45 dm; r2 = 60/2 = 30 mm = 0,3 dm l1 = 60 mm = 0,6 dm; l2 = 115 mm = 1,15 dm r = 7,852 kg/dm3 : Khối lượng riêng của thép Suy ra: m = 0,7.7,852 = 5,5 (kg) Dựa vào lượng sản xuất hàng năm là 10 chiếc trong một năm, ta xác định được dạng sản xuất của chi tiết là dạng sản xuất loại đơn chiếc. 8.2.2. Chọn phôi và phương pháp chế tạo: - Căn cứ vào hình dáng của chi tiết (trục bậc, đường kính chênh nhau) ta chọn phôi chế tạo trục là phôi đúc. Vật liệu chế tạo là thép CT5. Do đó có thể hạ giá thành sản phẩm. - Trước khi gia công cơ, việc chuẩn bị như nắn thẳng, cắt phôi tại xưởng chuẩn bị phôi. 8.2.3. Chọn chuẩn công nghệ: Chọn chuẩn thô mặt 1 để gia công, hai lỗ tâm làm chuẩn tinh thống nhất. Dùng chuẩn tinh là hai lỗ tâm để gia công các chuẩn tinh là các bề mặt chi tiết. 8.3. LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO: Do sản xuất loại nhỏ, nên trong nguyên công chế tạo chi tiết theo nguyên tắc. Gia công theo từng vị trí. Gia công bằng 01 dao. Gia công tuần tự. Theo kết cấu chi tiết là dạng trục có đường kính khác nhau. 8.3.1. Thứ tự các nguyên công: a. Đánh số bề mặt gia công: Hình 8.1 Đánh số bề mặt gia công b. Trình tự gia công: Nguyên công 1: Chọn mặt 4 làm chuẩn thô để tiện các mặt đầu 1, 6 và khoan 2 lỗ tâm, thực hiện trước một đầu sau đó đổi đầu để gia công tiếp. - Bước 1: Tiện thô mặt 1,6. - Bước 2: Tiện tinh mặt 1,6. - Bước 3: Khoan lỗ tâm ở cả hai mặt. Nguyên công 2: Chọn 2 lỗ tâm ở hai mặt 1, 6 làm chuẩn tinh để gia công các mặt 2, 4, 5. - Bước 1: Tiện thô các mặt 2, 4, 5. - Bước 2: Tiện bán tinh các mặt 2, 4, 5. - Bước 3: Tiện tinh các mặt 2, 4, 5. - Bước 4: Vát mép các mặt. Nguyên công 3: Chọn 2 lỗ tâm ở hai đầu làm chuẩn tinh để gia công mặt 3. - Bước 1: Tiện thô mặt: 3. - Bước 2: Tiện bán tinh mặt 3. - Bước 3: Tiện tinh mặt 3. 8.3.2. Trình tự tiến hành các nguyên công: a. Nguyên công 1: Tiện hai mặt đầu và khoan hai lỗ tâm. Sơ đồ giá: Hình 8.2 Nguyên công 1 Chọn máy: căn cứ vào sổ tay công nghệ chế tạo máy ta chọn máy tiện 1A616 có các thông số sau: - Đường kính gia công lớn nhất: 320 mm. - Khoảng cách giữa hai mũi tâm: 750 mm. - Số cấp tốc độ: 21. - Giới hạn số vòng quay: 18 – 1800 (vòng/phút). - Công suất động cơ: 4 kW. - Kích thước máy: 852 x 2335 mm. Đồ gá: sử dụng mâm cặp ba chấu tự định tâm, mũi chống tâm. Dụng cụ cắt: do vật liệu chế tạo chốt là thép CT5 nên ta chọn dao cắt là dao tiện T15K6. Dụng cụ dùng để kiểm tra là thước cặp. b. Nguyên công 2: Chọn lỗ tâm ở hai mặt làm chuẩn tinh để gia công các mặt 2, 4, 5. Sau đó vát mép các mặt. Sơ đồ gá: Hình 8.3 Nguyên công 2 Chọn máy: căn cứ vào sổ tay công nghệ chế tạo máy ta chọn máy tiện 1A616 có các thông số sau: - Đường kính gia công lớn nhất: 320 mm. - Khoảng cách giữa hai mũi tâm: 750 mm. - Số cấp tốc độ: 21. - Giới hạn số vòng quay: 18 – 1800 (vòng/phút). - Công suất động cơ: 4 kW. - Kích thước máy: 852 x 2335 mm. Đồ gá: sử dụng mâm cặp ba chấu tự định tâm, mũi chống tâm. Dụng cụ cắt: do vật liệu chế tạo chốt là thép CT5 nên ta chọn dao cắt là dao tiện T15K6. Dụng cụ dùng để kiểm tra là thước cặp. c. Nguyên công 3: Chọn hai lỗ tâm làm chuẩn tinh để gia công mặt: 3. Sơ đồ giá: Hình 8.4 Nguyên công 3 Chọn máy: căn cứ vào sổ tay công nghệ chế tạo máy ta chọn máy tiện 1A616 có các thông số sau: - Đường kính gia công lớn nhất: 320 mm. - Khoảng cách giữa hai mũi tâm: 750 mm. - Số cấp tốc độ: 21. - Giới hạn số vòng quay: 18 – 1800 (vòng/phút). - Công suất động cơ: 4 kW. - Kích thước máy: 852 x 2335 mm. Đồ gá: sử dụng mâm cặp ba chấu tự định tâm, mũi chống tâm. Dụng cụ cắt: do vật liệu chế tạo chốt là thép CT5 nên ta chọn dao cắt là dao tiện T15K6. Dụng cụ dùng để kiểm tra là thước cặp. 8.4. TÍNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG: Tính lượng dư gia công tại mặt trụ Ỉ60: - Chọn phôi là phôi đúc cấp chính xác II, do đó dung sai chi tiết chọn là Ỉ60±0,1mm. Tra bảng (2-7) Chất lượng bề mặt của chi tiết đúc cấp chính xác II: Tra bảng (3-69) ta có: Cấp chính xác Rz h Tiện thô 14 100 (µm) 100(µm) Tiện bán tinh 12 50(µm) 50(µm) Tiện tinh 10 25(µm) 25(µm) Aùp dụng công thước tính lượng dư gia công, CT bảng 9 Trong đó: Rza:chiều cao nhấp nhô tế vi do bước công nghệ sát trước để lại. Ta :chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt do bước công nghệ sát trước để lại. egđ:sai số gá đặt chi tiết ở bước công nghệ đang thực hiện. Vì đồ gá là 2 mũi chống tâm, mũi tâm trước là mũi tâm tùy động nên sai số gá đặt trong trường hợp này egđ = 0. Như vậy trong công thức tính Zmin không còn sai số gá đặt. pp: Sai lệch về vị trí không gian của phôi. Sai lệch về vị trí không gian của phôi được xác định theo công thức: Trong đó: rlk=1 : độ lệch của khuôn đúc (phôi trong khuôn bị lệch) so với tâm danh nghĩa. rt: sai lệch của phôi do lấy tâm làm chuẩn và được xác định bằng công thức sau: rt = dp = 4 mm: dung sai của phôi đúc và 0,25 là độ võng của tâm phôi. Như vậy ta có: rt = rct : độ cong vênh của phôi thô (độ cong của đường trục phôi), công thức : rct =Dk.Lc = 1,3 . 75 = 97,5 mm Dk: độ cong giới hạn của phôi trên 1mm chiều dài Dk =1,3 mm/mm tra bảng 15. Lc = 75 mm: chiều dài trục. Do đó sai lệch không gian của phôi là: rp = rp = 1822 mm Theo sai lệch còn lại của các nguyên công: - Sai lệch còn lại sau nguyên công tiện thô; độ bóng bề mặt Đ3 r1 = Ks. rp = 0,06.1822 = 109,32 µm Trong đó: Ks: hệ số giảm sai khi tiện thô. - Sai lệch còn lại sau nguyên công tiện bán tinh: r2 = Ks. r1 = 0,05.109,32 = 5,466 µm Lượng dư nhỏ nhất của từng nguyên công: - Tiện thô: 2Zbmin = 2(100 + 100 +1822) = 4044 µm - Tiện bán tinh: 2Zbmin = 2(50 + 50 + 109,32) = 418,64 µm - Tiện tinh: 2Zbmin = 2(25 + 25 + 5,466) = 110,93 µm Kích thước sau từng nguyên công. Ghi kích thước chi tiết vào hàng cuối cùng còn các kích thước khác thì lấy kích thước khác ở nguyên công trước cộng với lượng dư tính toán nhỏ nhất. Ta có: - Tiện bán tinh: d2 = 59,9 + 0,111 = 60,011 mm - Tiện thô: d1 = 60,011 + 0,418 = 60,429 mm - Phôi: d0 = 60,429 + 4,044 = 64,473 mm Tính kích thước giới hạn nhỏ nhất bằng cách làm tròn số của kích thước tính toán theo hàng số có nghĩa của dung sai d. Kích thước giới hạn lớn nhất bằng cách cộng kích thước giới hạn nhỏ nhất với dung sai d. Với dung sai d tra bảng (3-91): - Tiện tinh: d3 = 59,9 + 0,25 = 60,15 mm - Tiện bán tinh: d2 = 60,15 + 0,42 = 60,57 mm - Tiện thô: d1 = 60,57 + 0,9 = 61,47 mm - Phôi: d0 = 61,47 + 4 = 65,47 mm Xác định lượng dư giới hạn: Zbmax: hiệu các kích thước giới hạn lớn nhất. Zbmin: hiệu các kích thước giới hạn nhỏ nhất. - Tiện tinh: 2Zbmax = 60,57 – 60,15 = 0,42 mm 2Zbmin = 60,15 – 59,9 = 0,25 mm - Tiện bán tinh: 2Zbmax = 61,47 – 60,57 = 0,9 mm 2Zbmin = 60,57 – 60,15 = 0,42 mm - Tiện thô: 2Zbmax = 65,47 – 61,47 = 4 mm 2Zbmin = 61,47 – 60,57 = 0,9 mm Xác định lượng dư tổng cộng: Z0max = = 0,42 + 0,9 + 4 = 5,32 mm = 5320 µm Z0min = = 0,25 + 0,42 + 0,9 = 1,57 mm = 1570 µm Kiểm tra tính đúng khi ta có biểu thức: Z0max – Z0min = dp - dchi tiết (µm) 5320 – 1570 = 4000 - 250 3750 = 3750 Bảng tính lượng dư tại mặt trụ Ỉ60 Bước công nghệ Các yếu tố (µm) Kích thước tính toán (mm) Dung sai (µm) Lượng dư tính toán (µm) Kích thước giới hạn (mm) Lượng dư giới hạn (µm) RZ Ta pa egd d d 2Zbmin dmin dmax 2Zbmin 2Zbmax Phôi 150 250 1822 0 64,47 4000 – 64,47 65,47 – – T.thô 100 100 109,3 0 60,43 900 4044 60,43 61,47 900 4000 T.b.tinh 50 50 5,466 0 60,01 420 418,64 60,01 60,57 420 900 T.tinh 25 25 – 0 59,9 250 110,93 59,9 60,15 250 420 Tính lượng dư gia công tại mặt trụ Ỉ90: - Chọn phôi là phôi đúc cấp chính xác II, do đó dung sai chi tiết chọn là Ỉ90±0,1mm. Tra bảng (2-7) Chất lượng bề mặt của chi tiết đúc cấp chính xác II: Tra bảng (3-69) ta có: Cấp chính xác Rz h Tiện thô 14 100 (µm) 100(µm) Tiện bán tinh 12 50(µm) 50(µm) Tiện tinh 10 25(µm) 25(µm) Aùp dụng công thước tính lượng dư gia công, Công Thức: Trong đó: Rza:chiều cao nhấp nhô tế vi do bước công nghệ sát trước để lại. Ta :chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt do bước công nghệ sát trước để lại. egđ:sai số gá đặt chi tiết ở bước công nghệ đang thực hiện. Vì đồ gá là 2 mũi chống tâm, mũi tâm trước là mũi tâm tùy động nên sai số gá đặt trong trường hợp này egđ = 0. Như vậy trong công thức tính Zmin không còn sai số gá đặt. pp: Sai lệch về vị trí không gian của phôi. Sai lệch về vị trí không gian của phôi được xác định theo công thức: Trong đó: rlk=1 : độ lệch của khuôn đúc (phôi trong khuôn bị lệch) so với tâm danh nghĩa. rt: sai lệch của phôi do lấy tâm làm chuẩn và được xác định bằng công thức sau: rt = dp = 4 mm: dung sai của phôi đúc và 0,25 là độ võng của tâm phôi. Như vậy ta có: rt = rct : độ cong vênh của phôi thô (độ cong của đường trục phôi), công thức: rct =Dk.Lc = 1,3 . 60 = 78 mm Dk: độ cong giới hạn của phôi trên 1mm chiều dài Dk =1,3 mm/mm tra bảng 15 Lc = 60 mm: chiều dài trục. Do đó sai lệch không gian của phôi là: rp = rp = 1820 mm Theo sai lệch còn lại của các nguyên công: - Sai lệch còn lại sau nguyên công tiện thô, độ bóng bề mặt Đ3 r1 = Ks. rp = 0,06.1820 = 109,2 µm Trong đó: Ks: hệ số giảm sai khi tiện thô. - Sai lệch còn lại sau nguyên công tiện bán tinh: r2 = Ks. r1 = 0,05.109,2 = 5,46 µm Lượng dư nhỏ nhất của từng nguyên công: - Tiện thô: 2Zbmin = 2(100 + 100 +1820) = 4040 µm - Tiện bán tinh: 2Zbmin = 2(50 + 50 + 109,2) = 418,4 µm - Tiện tinh: 2Zbmin = 2(25 + 25 + 5,46) = 110,92 µm Kích thước sau từng nguyên công. Ghi kích thước chi tiết vào hàng cuối cùng còn các kích thước khác thì lấy kích thước khác ở nguyên công trước cộng với lượng dư tính toán nhỏ nhất. Ta có: - Tiện bán tinh: d2 = 89,9 + 0,111 = 90,011 mm - Tiện thô: d1 = 90,011 + 0,418 = 90,429 mm - Phôi: d0 = 90,429 + 4,04 = 94,469 mm Tính kích thước giới hạn nhỏ nhất bằng cách làm tròn số của kích thước tính toán theo hàng số có nghĩa của dung sai d. Kích thước giới hạn lớn nhất bằng cách cộng kích thước giới hạn nhỏ nhất với dung sai d. Với dung sai d tra bảng (3-91) : - Tiện tinh: d3 = 89,9 + 0,3 = 90,2 mm - Tiện bán tinh: d2 = 90,2 + 0,46 = 90,66 mm - Tiện thô: d1 = 90,66 + 0,97 = 91,63 mm - Phôi: d0 = 91,63 + 5 = 96,63 mm Xác định lượng dư giới hạn: Zbmax: hiệu các kích thước giới hạn lớn nhất. Zbmin: hiệu các kích thước giới hạn nhỏ nhất. - Tiện tinh: 2Zbmax = 90,66 – 90,2 = 0,46 mm 2Zbmin = 90,2 – 89,9 = 0,3 mm - Tiện bán tinh: 2Zbmax = 91,63 – 90,66 = 0,97 mm 2Zbmin = 90,66 – 90,2 = 0,46 mm - Tiện thô: 2Zbmax = 96,63 – 91,63 = 5 mm 2Zbmin = 91,63 – 90,66 = 0,97 mm Xác định lượng dư tổng cộng: Z0max = = 0,46 + 0,97 + 5 = 6,43 mm = 6430 µm Z0min = = 0,3 + 0,46 + 0,97 = 1,73 mm = 1730 µm Kiểm tra tính đúng khi ta có biểu thức: Z0max – Z0min = dp - dchi tiết (µm) 6430 – 1730 = 5000 - 300 4700 = 4700 Bảng tính lượng dư tại mặt trụ Ỉ90 Bước công nghệ Các yếu tố (µm) Kích thước tính toán (mm) Dung sai (µm) Lượng dư tính toán (µm) Kích thước giới hạn (mm) Lượng dư giới hạn (µm) RZ Ta pa egd d d 2Zbmin dmin dmax 2Zbmin 2Zbmax Phôi 150 250 1820 0 94,47 5000 – 94,47 96,63 – – T.thô 100 100 109,2 0 90,43 970 4040 90,43 91,63 970 5000 T.b.tinh 50 50 5,46 0 90,01 460 418,4 90,01 90,66 460 970 T.tinh 25 25 – 0 89,9 300 110,92 89,9 90,2 300 460 8.5. CHỌN CHẾ ĐỘ CẮT: 8.5.1. Khi tiện thô: - Chọn chiều sâu cắt t = 1,4 mm. - Tra bảng (5-60) chọn được: + Kích thước dao tiện 16 x 25 mm. + Lượng chạy dao S = 0,76 mm/vòng. - Tra bảng (5 – 63), tốc độ cắt v = 44 m/phút. - Tra bảng (5 – 67), công suất yêu cầu của máy N = 2,0 kW. Khi tiện tinh: - Chọn độ nhám bề mặt Ra = 2,5. - Tra bảng (5 – 62). + Vận tốc cắt v = 30 m/phút. + Lượng chạy dao S = 0,11 mm/vòng. + Bán kính đỉnh dao r = 1 mm. + Chiều sâu cắt t = 0,6 mm.