Thiết kế, tính toán, lập quy trình công nghệ gia công bộ khớp cài ben xe tải KAMAZ 6520

Những năm thập kỷ 1970, máy công cụ CNC xuất hiện và phát triển hết sức nhanh chóng.

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 2

Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TRUYỀN ĐỘNG KHÍ NÉN VÀ CỤM CHI TIẾT KHỚP CÀI BEN……… 3

1.1.Truyền động khí nén, nguyên lý và phạm vi sử dụng của truyền động pittong-xy lanh khí nén………3

1.1.1.Truyền động khí nén: 3

1.1.2.Nguyên lý và phạm vi sử dụng của truyền động pittong-xylanh khí nén: 5

1.1.3.Ưu nhược điểm của truyền động pittong-xy lanh khí nén 6

Ưu điểm: 6

1.2.Cụm chi tiết khớp cài ben: 8

1.2.1.Nhiệm vụ và nguyên lý làm việc : 8

1.2.2.Điều kiện kỹ thuật : 8

1.2.3.Chọn phôi: 8

1.2.4.Dạng sản xuất 9

Chương 2 BẢN VẼ THIẾT KẾ CỤM KHỚP CÀI BEN 10

Ch¬ng 3 Quy tr×nh c«ng nghÖ gia c«ng c¸c chi tiÕt cña côm khíp cµi ben 11

3.1 Sơ đồ nguyên công 11

3.1.1.Quy trình gia công vỏ ngoài 11

3.1.2.Quy trình gia công vòng cố định 12

3.1.3.Quy trình gia công bạc di động 13

3.1.4.Quy trình gia công khớp ben 14

3.2 Quy trình công nghệ gia công các chi tiết: 15

LỜI NÓI ĐẦU

Những năm thập kỷ 1970, máy công cụ CNC xuất hiện và phát triển hết sức nhanh chóng Với sự phát triển không ngừng của các thành tựu khoa học-công nghệ, đã cho phép con người ứng dụng và phát triển máy công cụ CNC ngày càng trở nên tinh vi, chính xác hơn Máy CNC ngày càng tăng độ tin cậy, tốc độ xử lý nhanh hơn, giá thành hạ Việc sử dụng máy CNC trong lĩnh vực sản xuất cơ khí đã làm tăng năng suất lao động, giảm giá thành sản phẩm, tăng độ chính xác, độ đồng đều, tăng hiệu quả kinh tế Do vậy máy CNC ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp, cơ khí, chế tạo máy…

Muốn sử dụng được máy CNC một cách hiệu quả nhất, cần phải nắm bắt và làm chủ công nghệ, vận hành tốt các máy công cụ CNC, kết hợp với các máy công cụ truyền thống để đạt hiệu quả cao nhất trong công việc.

Việc ứng dụng các phần mềm CAD/CAM trong máy CNC đã làm tối ưu hóa quá trình sản xuất một cách tối đa, tăng tính linh hoạt trong sản xuất Trong đề tài này e có ứng dụng các phần mềm AutoCAD, Mastercam, Inventor được ứng dụng vào việc thiết kế, tính toán, lập quy trình công nghệ gia công bộ khớp cài ben xe tải KAMAZ 6520.

Trong khuân khổ báo cáo đề tài tốt nghiệp, không thể tránh khỏi những thiết sót, em rất mong nhận được những góp ý của thầy cô và các bạn.

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Hồng Sơn đã tận tình chỉ bảo, giúp đỡ em trong suốt thời gian làm đồ án.

Sinh viên Phan Thành Đăng

Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TRUYỀN ĐỘNG KHÍNẫN VÀ CỤM CHI TIẾT KHỚP CÀI BEN

1.1.Truyền động khớ nộn, nguyờn lý và phạm vi sử dụng củatruyền động pittong-xy lanh khớ nộn

1.1.1.Truyền động khớ nộn

Truyền động khớ nộn truyền cụng suất và chuyển động từ nơi này đến nơi khỏc nhờ ỏp lực của dũng khớ nộn Truyền động khớ nộn được dựng khỏ rộng rói khi truyền cỏc tải trọng khụng lớn lắm, đảm bảo điều kiện an toàn trong cả mụi trường dễ gõy chỏy nổ, nhiệt độ làm việc biến đổi lớn Vỡ vậy truyền động khí nén đợc sử dụng khi tải trọng cần truyền không quá lớn hoặc khi điều kiện về an toàn và môi trờng đợc đặt ra mà các hệ thống truyền động điện và thuỷ lực không đáp ứng đ-ợc.

Hệ thống truyền động khí nén đợc sử dụng trong nhiều lĩnh vực nh: những nơi nguy hiểm, hay xảy ra các vụ nổ; trong các thiết bị phun sơn, các loại đồ gá kẹp; các chi tiết nhựa (chất dẻo) hoặc trong lĩnh vực sản xuất các thiết bị điện, điện tử vì tính chất của khí nén là vệ sinh môi trờng tốt và an toàn cao Ngoài ra hệ thống điều khiển bằng khí nén cũn đợc sử dụng trong các dây chuyền tự động, các thiết bị vận chuyển và kiểm tra của thiết bị lò hơi, thiết bị mạ điện, đóng gói bao bì và trong công nghiệp hoá chất…Trong các phơng tiện giao thông vận tải, truyền động khí nén đợc sử dụng nhiều trong cơ cấu phanh hãm, ly hợp và trong các cơ cấu truyền lực.

Nguyên tắc hoạt động của các thiết bị khí nén là không khí trong khí quyển đợc hút vào và nén trong máy nén khí.

Sau đó khí nén từ máy nén khí đợc đa vào hệ thống khí

Ngoài những thành phần trên, trong không khí còn có hơi nớc, bụi … Các thành phần này làm cho thiết bị khí nén bị ăn mòn và gỉ Vì vậy nên trong các hệ thống khí nén, ta phải có những biện pháp hay thiết bị để loại trừ hay giới hạn mức thấp nhất những thành phần đó trong hệ thống Dới đây là những

Truyền động pittong-xylanh sử dụng máy nén khí để tăng áp suất không khí, truyền chuyển động, công suất nhờ áp suất của chất khí.

Máy nén khí làm việc theo nguyên lý thay đổi thể tích: Không khí được dẫn vào buồng chứa ở đó thể tích bình chứa được nén nhỏ lại áp suất trong bình chứa tăng.

Máy nén khí kiểu Pittong được dùng phổ biến trong công nghiệp Cấu tạo của loại máy nén khí này bao gồm hệ thống xi lanh, pittông, và van một chiều Nguyên lý làm việc của loại máy nén khí này được miêu tả như sau: Khi pittong được dẫn động từ trục khuỷu, sẽ hút dòng khí vào rồi thực hiện quá trình nén Khi áp suất đủ lớn để thắng được áp suất của van 1 chiều Không khí được thoát

ra đường ống Đối với máy nén khí 2 cấp dòng khí ra máy nén khí thứ nhất lại nén vào máy nén khí thứ hai rồi thực hiện như máy nén khí thứ nhất.

Hình 1.1: Máy nén khí kiểu Pittong

1.1.3 Ưu nhược điểm của truyền động pittong-xy lanh khí

- Hệ thống truyền động khí ép sử dụng chất công tác là không khí (tự nhiên) nên có thể thải trực tiếp ra ngoài trời, vì vậy hệ thống đơn giản hơn hệ thống thuỷ lực.

Nhược điểm:

- Áp suất không khí trong hệ thống nhỏ nên lực và mô men dẫn động nhỏ (áp suất thông thường từ 6 – 12 lần áp suất khí quyển)

- Vì khả năng đàn hồi khí nén lớn nên khó có thể thực hiện được các truyền động quay đều hay truyền động với tỷ số truyền cố định.

- Khi dòng khí được xả ra ngoài môi trường có thể gây ồn - Đòi hỏi chế tạo với công nghệ cao, giá thành đắt.

Bảng 1.3.So sánh truyền động khí nén với truyền động thủy lực

Truyền năng lượng Ống dẫn, đầu nối Ống dẫn, đầu nối Tạo ra năng lượng hoặc

bị giới hạn bởi áp suất làm việc khoảng 6 bar Độ chính xác của vị trí (hành Rất tốt Ít tốt hơn bởi vì khí

trình) bởi vì dầu không có độ van và bơm điều chỉnh được lưu lượng Cơ cấu servo Kết hợp tốt với điện- điện tử.

Điểu khiển linh hoạt

1.2.Cụm chi tiết khớp cài ben

1.2.1 Nhiệm vụ và nguyên lý làm việc

Cụm chi tiết khớp cài ben là 1 bộ phận trong hệ thống truyền động của xe tải KAMAZ 6520, có nhiệm vụ để khởi động quá trình nâng hạ ben Khớp ben được gắn với trục động cơ, luôn luôn quay Khi khí nén được đưa vào qua lỗ bơm khí nén làm bạc di động chuyển động đi xuống, kéo theo khớp ben chuyển

động, ăn khớp với trục bơm thủy lực, bơm làm việc, quá trình nâng hạ ben được khởi động Khí nén thoát ra, khớp ben và bạc di động trở lại vị trí ban đầu, thùng ben được hạ xuống.

1.2.2 Điều kiện kỹ thuật

-Chi tiết làm việc chịu va đập và ma sát,

-Đảm bảo độ kín khít giữa các chi tiết, không để lọt khí ra ngoài,

-Lò xo đủ lực căng để đưa bạc di động và khớp ben về vị trí ban đầu khi khí được đưa ra ngoài,

-Chi tiết chịu mài mòn tốt.

1.2.3 Chọn phôi

Theo yêu cầu kỹ thuật đã đề ra, với các chi tiết vỏ ngoài, 2 vòng trục ta cần chọn vật liệu là hợp kim nhôm LM2( tiêu chuẩn công nghiệp Anh UK), với thành phần hóa học như bảng sau:

Bảng 1.4 Thành phần hóa học hợp kim nhôm LM2

Riêng chi tiết khớp cài ben, ta chọn vật liệu là thép 40CrMo.

Việc chọn phôi để chế tạo các chi tiết thường phụ thuộc vào hình dáng, kích thước và sản lượng của chi tiết.

Cụ thể:

-Vỏ ngoài: phôi vuông kích thước 110x110x60 -Vòng cố định: phôi trụ ∅84, L=18

-Bạc di động: phôi trụ ∅82, L= 28

-Khớp ben: phôi trụ ∅60, L=60

Sản lượng sản xuất là 20 cụm, 1 cụm gồm có 1 vỏ ngoài, 1 vòng cố định, 1 bạc di động, 1 khớp ben, 2 phanh hãm, 1 lò xo, 3 gioăng cao su, 1 vòng nam châm.

Trong đồ án này, quy trình công nghệ gia công những chi tiết chính của cụm khớp cài ben được trình bày, gồm : 1 vỏ ngoài, 1 vòng cố định, 1 bạc di động, 1 khớp ben.

1.2.4 Dạng sản xuất

Muốn xác định dạng sản xuất, trước hết phải biết sản lượng hàng năm của chi tiết gia công Sản lượng hàng năm được xác định theo công thức sau:

N=N1.m (1+ β100 )

Trong đó: + N: Số chi tiết được sản xuất trong một năm.

+ N1: Sản lượng cần hoàn thành theo kế hoạch, N1 = 20 + m : Số chi tiết trong một năm, m = 2

+ : Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ (5%7%),  = 5%.

Ta có số chi tiết được sản xuất trong năm: N=20×2×(1+ 5

Tra bảng 2 - Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy, với sản lượng gia công của một loạt 20 bộ là dạng sản xuất đơn chiếc

Chương 2 BẢN VẼ THIẾT KẾ CỤM KHỚP CÀI BEN

Ch¬ng 3 Quy tr×nh c«ng nghÖ gia c«ng c¸c chitiÕt cña côm khíp cµi ben

3.1.Sơ đồ nguyên công

3.1.1 Quy trình gia công vỏ ngoài

Quy trình gia công vỏ ngoài được thực hiện lần lượt theo các nguyên công được trình bày ở Bảng 3.1.

Bảng 3.1 Quy trình gia công chi tiết vỏ ngoài

6 Gia công bề mặtnghiêng 110 3 Phay bề mặt nghiêng 110

7 Taro ren 12 Taro ren M10x1,5Taro 2 lỗ ren M3x0,5

3.1.2 Quy trình gia công vòng cố định

Quy trình gia công vòng cố định được thực hiện lần lượt theo các nguyên công được trình bày ở Bảng 3.2.

Bảng 3.2 Quy trình gia công chi tiết vòng cố định

công STT nguyên côngTên STT Tên bước

2 Khoan lỗ côngKhỏa mặt đầu

3.1.3 Quy trình gia công bạc di động

Quy trình gia công bạc di động được thực hiện lần lượt theo các nguyên công được trình bày ở Bảng 3.3.

Bảng 3.3 Quy trình gia công chi tiết bạc di động

3.1.4 Quy trình gia công khớp ben

Quy trình gia công khớp ben được thực hiện lần lượt theo các nguyên công được trình bày ở Bảng 3.4.

Bảng 3.4 Quy trình gia công chi tiết khớp ben

Hình 3.1 Hình chiếu đứng chi tiết vỏ ngoài

1) Nguyên công 1: cưa phôi

Phôi nhôm được cưa trên máy cưa băng nằm ngang CB32FA, đạt kích thước 110x110x65(mm).

 Chọn máy: máy phay CNC HAMAI 3VS Bước 1: khỏa mặt đầu

 Chọn dao:dao phay mặt đầu ∅40

Bước 2: khoan lỗ công nghệ ∅40

 Chọn dao: mũi khoan ∅40

Bước 3: Phay biên dạng ngoài  Chọn dao: dao phay ∅20

Bước 4: khoan 4 lỗ ∅13

 Chọn dao: mũi khoan ∅13

3) Nguyên công 3: tiện trong và móc rãnh

 Định vị: định vị trên mâm cặp 4 chấu , hạn chế 5 bậc tự do  Kẹp chặt: dùng mâm cặp bốn chấu để kẹp chặt phôi  Chọn máy: máy tiện 16E16

Bước 1: Tiện trong ∅56

Bước 2: Tiện trong ∅60, L=50,6 Bước 3: Tiện trong ∅78, L=49 Bước 4: Tiện trong ∅ 80, L=29

Bước 5: Móc rãnh H=2- L=2, H=2- L=4

4) Nguyên công 4: Đảo đầu phôi, tiện ngoài ∅67

 Định vị: định vị trên mâm cặp 4 chấu , hạn chế 5 bậc tự do  Kẹp chặt: dùng mâm cặp bốn chấu để kẹp chặt phôi  Chọn máy: máy tiện 16E16

Bước 1: khỏa mặt đầu Bước 2: tiện ngoài ∅67

6) Nguyên công 6: Phay bề mặt nghiêng 110

 Định vị: định vị mặt ngoài bằng êtô trên bàn máy, khống chế 3 bậc tự do, đặt phôi nghiêng 110.

 Kẹp chặt: dùng êtô để kẹp chặt phôi

 Chọn máy: máy phay CNC HAMAI 3VS 7) Nguyên công 7: Taro ren

Hình 3.6 Ảnh thực chi tiết vỏ ngoài

Hình 3.7 Hình chiếu đứng chi tiết vòng cố định

1) Nguyên công 1: cưa phôi

Phôi nhôm được cưa trên máy cưa băng nằm ngang CB32FA, đạt kích thước D=84(mm), L=18(mm).

2) Nguyên công 2:

 Định vị: định vị mặt trụ ngoài mâm cặp 3 chấu , hạn chế 4 bậc tự do, đồng thời kẹp chặt chi tiết

 Chọn máy: máy tiện 16E16

Bước 1: khỏa mặt đầu

r· nh 8

Hình 3.8 Hình chiếu bằng chi tiết vòng cố định

3) Nguyên công 3: Đảo đầu phôi, khỏa mặt đầu 2, tiện trơn trục ngoài

 Định vị: định vị mặt trụ ngoài mâm cặp 3 chấu , hạn chế 4 bậc tự do, đồng thời kẹp chặt chi tiết

 Chọn máy: máy tiện16E16

Bước 1: đảo đầu phôi, lấy chuẩn tinh, khỏa mặt đầu 2 Bước 2: tiện bề mặt ngoài ∅80, L=4,6

Bước 3: móc rãnh H=1,5, L=2,8

Bước 4: Tiện trong ∅69, L=14,6 Bước 5: móc rãnh H=2, L=2,6 4) Nguyên công 4: Phay rãnh

 Định vị và kẹp chặt trên mâm cặp máy phay vạn năng Gá phôi nghiêng góc 450

 Chọn máy: máy phay vạn năng FU400

Hình 3.9 Ảnh thực chi tiết vòng cố định

Hình 3.10 Hình chiếu đứng chi tiết bạc di động

1) Nguyên công 1: cưa phôi

Phôi nhôm được cưa trên máy cưa băng nằm ngang CB32FA, đạt kích thước D=82(mm), L=30(mm).

 Định vị: định vị mặt trụ ngoài mâm cặp 3 chấu , hạn chế 4 bậc tự do, đồng thời kẹp chặt chi tiết

 Chọn máy: máy tiện 16E16 Bước 1: khỏa mặt đầu

Bước 2:Khoan lỗ ∅18, L=24

Bước 3: Khoan mở rộng lỗ ∅32, L=24

Bước 4: tiện ngoài ∅78, L=24 Bước 5: tiện ngoài ∅75, L=22,5 Bước 6: tiện ngoài ∅69, L=20 Bước 7:tiện trong ∅63, L=4

Bước 8: tiện côn trong 53/49,8x500, L=2

Bước 9: tiện trong ∅49,8, L=1 Bước 10: tiện trong ∅43, L=3

3) Nguyên công 3: đảo đầu phôi, tiện mặt đầu, khoan lỗ ∅60, L=6  Định vị: định vị mặt trụ ngoài mâm cặp 3 chấu , hạn chế 4 bậc tự do, đồng thời kẹp chặt chi tiết

 Chọn máy: máy tiện TUD500

Bước 1: tiện mặt đầu, phôi đạt kích thước L=24 Bước 2: khoan lỗ ∅60, L=6

Bước 3: Tiện trong ∅63, L=14

Bước 4: Tiện côn trong 68/63x670, L=6 Bước 5: Tiện trong ∅43, L=3

Bước 6: Tiện rãnh 63/53, L=1 4) Nguyên công 4: Phay 8 rãnh ∅2, L=16

Định vị và kẹp chặt bằng mâm cặp 3 chấu hạn chế 4 bậc tự do trên máy phay CNC HAMAI 3VS Sử dụng dao phay ∅2, L=25

Hình 3.14 Hình chiếu bằng chi tiết khớp ben

1) Nguyên công 1: cưa phôi

Phôi nhôm được cưa trên máy cưa băng nằm ngang CB32FA, đạt kích thước D=60(mm), L=60(mm).

2) Nguyên công 2:

 Định vị: định vị mặt trụ ngoài mâm cặp 3 chấu , hạn chế 4 bậc tự do, đồng thời kẹp chặt chi tiết

 Chọn máy: máy tiện 16E16 Bước 1:khỏa mặt đầu

Bước 2: khoan lỗ công nghệ ∅25

Bước 3: Tiện ngoài ∅57, L= 54 Bước 4: Tiện ngoài ∅54, L=35,5 Bước 5: Tiện ngoài ∅48, L=26.5 Bước 6: tiện côn trong 54/48x450, L=3

Bước 7: Tiện ngoài ∅44, L=8 Bước 8: Tiện côn 48/44x450, L=2 Bước 9: Móc rãnh H=1, L=1,5 Bước 10: Tiện trong ∅39, L=6 Bước 11: Tiện trong ∅32, L=28,7 Bước 12: Tiện côn 39/32x300, L=2

3) Nguyên công 3: đảo đầu phôi, khỏa mặt đầu, tiện bề mặt trong

 Định vị: định vị mặt trụ ngoài mâm cặp 3 chấu , hạn chế 4 bậc tự do, đồng thời kẹp chặt chi tiết

 Chọn máy: máy tiện 16E16

Bước 1: khỏa mặt đầu

Bước 2: Tiện trong ∅48,2, L=3 Bước 3: Tiện trong ∅40,2, L=8,2 Bước 4: Tiện côn 46,2/40,2x340, L=2 Bước 5: Móc rãnh H=11,6, L=5,3 Bước 6: Tiện trong ∅38, L=1

Bước 7: Tiện côn 36/32x450, L=2 4) Nguyên công 4: sọc răng

 Định vị: định vị mặt trụ ngoài mâm cặp 3 chấu , hạn chế 4 bậc tự do, đồng thời kẹp chặt chi tiết

 Chọn máy: máy sọc răng 7A420

Hình 3.15 Ảnh thực chi tiết khớp ben

KẾT LUẬN

Cụm chi tiết khớp cài ben là một thành phần rất quan trọng, có tác dụng để nâng hạ ben của xe tải KAMAZ 6520.

Xuất phát từ điều kiện làm việc và chức năng của chúng, cụm chi tiết khớp cài ben khi chế tạo ra phải đảm bảo đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật, như: chịu mài mòn, truyền tốt momen xoắn giữa các trục, …

Trong báo cáo đề tài tốt nghiệp “Thiết kế và xây dựng quy trình công

nghệ chế tạo bộ khớp cài ben xe ô tô KAMAZ-6520”, em đã thực hiện được

những vấn đề sau:

- Tìm hiểu về cấu tạo, nhiệm vụ, chức năng và điều kiện làm việc của bộ khớp cài ben xe ô tô KAMAZ-6520,

- Lập bản vẽ, tính toán, lập quy trình công nghệ hoàn chỉnh chế tạo bộ khớp cài ben, kết hợp giữa các máy gia công vạn năng và máy phay CNC HAMAI 3VS.

Em xin chân thành cảm ơn sự hỗ trợ của các thầy cô giáo trong Bộ môn

Kỹ thuật máy, đặc biệt em xin gửi tới TS Nguyễn Hồng Sơn, người đã tận tình

hướng dẫn, giúp đỡ em trong quá trình hoàn thành đồ án này lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất.

Trong khuôn khổ báo cáo đề tài tốt nghiệp, không thể tránh khỏi những hạn chế và thiếu sót, rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các thầy cô giáo và toàn thể các bạn.