Nghiªn cøu c«ng nghÖ chÕ t¹o èng lãt
xi lanh −ít l¾p trong ®éng c¬ ®èt trong
trªn m¸y c«ng cô th«ng th−êng vμ m¸y cnc
ThS. tr−¬ng nguyªn trung
Bé m«n C«ng nghÖ Giao th«ng - §H GTVT
Tãm t¾t: èng lãt −ít lμ chi tiÕt ®−îc l¾p ghÐp vμo c¸c lç xi lanh cña ®éng c¬ ®èt trong. Nã
lμ chi tiÕt rÊt quan träng dïng nhiÒu trong c¸c ngμnh ¤ t«, M¸y kÐo, M¸y x©y dùng, §Çu m¸y
toa xe... èng lãt xi lanh lμ chi tiÕt cã thμnh máng, yªu cÇu kü thuËt chÕ t¹o l¹i cao. §é chÝnh x¸c
vÒ h×nh d¸ng, kÝch th−íc còng nh− ®é bãng cμng cao th× c«ng suÊt ®éng c¬ cμng ®¶m b¶o vμ
tuæi thä cμng t¨ng.
ViÖc gia c«ng chÕ t¹o èng lãt xi lanh thùc hiÖn trªn m¸y c«ng cô th«ng th−êng song ®é
chÝnh x¸c vμ n¨ng suÊt kh«ng cao. §Ó n©ng cao ®é chÝnh x¸c, ®é bãng bÒ mÆt, èng lãt xi lanh
®−îc gia c«ng chÕ t¹o trªn m¸y hiÖn ®¹i CNC.
Bμi b¸o nμy t¸c gi¶ ®· nghiªn cøu ®−a ra c«ng nghÖ gia c«ng èng lãt trªn m¸y th«ng
th−êng vμ quan träng h¬n lμ lËp tr×nh gia c«ng nã trªn m¸y CNC.
Summary: In this article, the writer recommends the technology for manufacturing
cylinder - embedded tubes to be fitted onto common machines, more inportantly, when the
tubes are CNC - programmed.
I. §Æt vÊn ®Ò
Ngµy nay, m¸y c«ng cô ®iÒu khiÓn sè
(CNC) ®· ph¸t triÓn m¹nh ë nhiÒu n−íc trªn
thÕ giíi. Chóng cã thÓ gia c«ng ®−îc nhiÒu
lo¹i chi tiÕt m¸y cã ®é chÝnh x¸c cao. ë ViÖt
Nam, lÜnh vùc CNC ®ang cã khuynh h−íng
ph¸t triÓn m¹nh, nhiÒu tr−êng §¹i häc, ViÖn
nghiªn cøu ®· nhËp thiÕt bÞ vµ ®−a c«ng nghÖ
nµy vµo ch−¬ng tr×nh ®µo t¹o cho sinh viªn.
§Æc biÖt hiÖn ®· cã nhiÒu doanh nghiÖp, nhµ
m¸y øng dông c«ng nghÖ CNC vµo gia c«ng
chi tiÕt m¸y cho chÕ t¹o thiÕt bÞ vµ phô tïng
thay thÕ. Trong ngµnh Giao th«ng vËn t¶i, èng
lãt xy lanh ®éng c¬ ®èt trong lµ mét trong
nh÷ng chi tiÕt quan träng, cã ®iÒu kiÖn lµm
viÖc kh¾t khe, cã yªu cÇu kü thuËt chÕ t¹o
cao.
HiÖn nay, ®Ó thay thÕ èng lãt khi söa
ch÷a ®éng c¬ th−êng sö dông nguån phô tïng
nhËp ngo¹i vµ s¶n xuÊt trong n−íc. C¸c èng
lãt chÕ t¹o trong n−íc cã chÊt l−îng kü thuËt
kh«ng cao nªn khi lµm viÖc nhanh bÞ h− háng
vµ hiÖu qu¶ kinh tÕ thÊp.
Bµi b¸o nµy giíi thiÖu kÕt qu¶ nghiªn cøu
vµ kh¶ n¨ng øng dông c«ng nghÖ gia c«ng
èng lãt xy lanh ®éng c¬ trªn m¸y CNC. KÕt
qu¶ nghiªn cøu nµy nÕu ®−îc øng dông sÏ
mang l¹i ý nghÜa thùc tiÔn cao.
II. Néi dung nghiªn cøu
1. §Æc ®iÓm kÕt cÊu cña èng lãt xi lanh
®éng c¬.
èng lãt xi lanh lµ mét chi tiÕt l¾p vµo th©n
m¸y. èng lãt xi lanh lµm viÖc trong ®iÒu kiÖn
¸p suÊt lín, nhiÖt ®é cao vµ bÞ ¨n mßn nhiÒu.
* èng xi lanh cã hai lo¹i:
èng lãt kh«: Toµn bé mÆt trô ngoµi cña
èng lãt, ®−îc l¾p vµo lç xi lanh cña th©n m¸y.
BÒ mÆt ngoµi cña nã ph¶i ®−îc gia c«ng chÝnh
x¸c toµn bé ®Ó truyÒn nhiÖt tèt ra ngoµi ¸o
n−íc lµm m¸t. èng lãt kh« cã chiÒu dµy tõ 3 ⎟
5 mm.
èng lãt −ít: Lµ lo¹i èng lãt tiÕp xóc trùc
tiÕp víi n−íc lµm m¸t, nã ®−îc l¾p víi th©n
m¸y bëi c¸c vßng ®ai l¾p ghÐp ®−îc gia c«ng
chÝnh x¸c. ChiÒu dÇy cña èng tõ 6 ⎟ 8 mm.
Nh−îc ®iÓm cña viÖc ®éng c¬ cã dïng
èng lãt −ít lµ do mét phÇn blèc xy lanh kh«ng
cã ®é cøng v÷ng tèt b»ng blèc cã dïng èng lãt
kh«.
èng lãt −ít chÕ t¹o b»ng gang x¸m GX
24 - 44, GX 21 - 40, gang hîp kim cao víi Ni
®Õn 10%, èng lãt cã thÓ t«i hay kh«ng t«i. Lo¹i
èng lãt t«i b»ng dßng ®iÖn cao tÇn chiÒu s©u
líp thÊm t«i δ ≥ 1, 5 mm cßn t«i thÓ tÝch ®é
cøng ®¹t 39 ⎟ 47 HRC, t«i theo ph−¬ng ph¸p
nµy g©y biÕn d¹ng, dÔ nøt.
Thµnh phÇn gang hîp kim
cña èng lãt cã t«i lµ 3,2 ⎟ 3,5%C,
0,6 ⎟ 0,8 Mn, 0,03 ⎟ 6,0% Ti, 2,2 ⎟
2,4% Si, 0,15 ⎟ 0,4% Cu, 0,3 ⎟
0,6% Cr, 0,3 ⎟ 0,7% Ni.
n
Lo¹i èng lãt kh«ng t«i chÕ
t¹o b»ng gang hîp kim Cr«m,
Cr«m-m«lipden, «ttenit-nikel cao.
2. §iÒu kiÖn kü thuËt chÕ
t¹o èng lãt
TÝnh chÊt sö dông vµ tuæi
thä cña ®éng c¬ ®a phÇn lµ phô
thuéc vµo chÊt l−îng chÕ t¹o èng
lãt vµ xy lanh.
§iÒu kiÖn kü thuËt c¬ b¶n ®Ó
chÕ t¹o ång lãt ®éng c¬ « t« lμ:
1. Dung sai theo ®−êng kÝnh
cña bÒ mÆt lµm viÖc ph¶i ®¹t ®é chÝnh x¸c cÊp
5 hay cao h¬n (theo hÖ ISO 17 cÊp).
2. Sai lÖch vÒ h×nh d¸ng cña lç nh− «
van, c«n kh«ng ®−îc qu¸ 0,01 ⎟ 0,03 mm trªn
toµn bé chiÒu dµi cña èng lãt.
3. Dung sai theo ®−êng kÝnh cña bÒ mÆt
l¾p ghÐp ngoµi nh− sau:
a. Vßng ®ai l¾p ghÐp cña c¸c èng lãt −ít
vµ bÒ mÆt l¾p ghÐp ngoµi cña èng ghÐp ng¾n
ph¶i ®¹t ®é chÝnh x¸c cÊp 6 (ISO).
b. C¸c bÒ mÆt ngoµi cña èng lãt kh« dÔ
thay ®æi cÇn ®¹t cÊp 6 hÖ ISO17 cÊp chÝnh x¸c.
4. §é lÖch cña vßng ®ai l¾p ghÐp bªn
ngoµi cña èng lãt −ít ®èi víi bÒ mÆt g−¬ng
trong lç kh«ng ®−îc qu¸ 0,1 mm, cña lo¹i èng
lãt kh« 0,03 ⎟ 0,05 mm.
5. §é lÖch mÆt tùa ®Çu cña gê ®èi víi bÒ
mÆt lç th−êng ®−îc ®o theo chiÒu dµi b»ng
0,7 ⎟ 0,8 mm cña b¸n kÝnh xylanh, kh«ng ®−îc
qu¸ 0, 02 ⎟ 0, 05 mm.
§é bãng bÒ mÆt g−¬ng trong lç cÊp 9 cÊp
10, ®é bãng bÒ mÆt l¾p ghÐp cña èng lãt kh«
cÊp 7 ⎟ 8, cña èng lãt −ít cÊp 6 ⎟ 7. T«i èng lãt
thùc hiÖn b»ng 2 ph−¬ng ph¸p c¬ b¶n sau:
- T«i thÓ tÝch (®èt toµn bé) th−êng ®¹t ®é
cøng HB = 335 ⎟ 445.
- T«i mÆt ngoµi ®¹t ®é cøng HRC = 40 ⎟
50 b»ng dßng ®iÖn cao tÇn cã chiÒu s©u líp
cøng tõ 2,0 ⎟ 2,5 mm.
Ph«i cña lo¹i èng lãt t«i cã ®é cøng
HB = 210 ⎟ 260.
- Tèc ®é quay cña ph«i: n = 400
vßng/phót.
3. Quy tr×nh c«ng nghÖ gia c«ng chÕ
t¹o èng lãt −ít trªn m¸y th«ng th−êng
Sau khi nghiªn cøu ®−a ra quy tr×nh c«ng
nghÖ chÕ t¹o èng lãt −ít xy lanh trªn m¸y
c«ng cô th«ng th−êng:
•
Nguyªn c«ng 1: TiÖn th« mÆt trong vμ
xÐn mÆt ®Çu t¸n.
- M¸y tiÖn 16K20
- Dao tiÖn BK8
- Tèc ®é quay cña ph«i: n = 315 v/ph.
- ChiÒu s©u c¾t: t = 2 mm.
- L−îng ¨n dao däc: Sd = 0,11 mm/vßng.
- L−îng ¨n dao ngang: Sn = 0,07
mm/vßng.
•
Nguyªn c«ng 2: TiÖn th« mÆt ngoμi vμ
xÐn c¸c mÆt ®Çu.
- M¸y 16K20.
- Dao tiÖn BK8
- ChiÒu s©u c¾t: t = 1,5 mm.
- L−îng ch¹y dao däc: Sd = 0,13
mm/vßng.
- L−îng ch¹y dao ngang: Sn = 0,07
mm/vßng.
• Nguyªn c«ng 3: TiÖn b¸n tinh vßng ®ai
l¾p ghÐp.
- M¸y tiÖn 16K20
sdsn
n
sdsd
n
- Dao tiÖn ngoµi BK8
- Sè vßng quay cña ph«i: n = 500
vßng/phót.
- ChiÒu s©u c¾t: t = 0,75 mm.
- L−îng ¨n dao: Sd = 0,084 mm/vßng.
• Nguyªn c«ng 4: T«i vμ Ram.
T«i cao tÇn b»ng dßng ®iÖn tÇn sè cao,
chiÒu s©u thÊm t«i ®¹t > 2,5 mm.
• Nguyªn c«ng 5: Doa b¸n tinh mÆt trong.
- M¸y doa kim c−¬ng ®øng 278K
- Tèc ®é quay cña trôc dao n = 600
vßng/phót.
- ChiÒu s©u c¾t: t = 0,75 mm.
- L−îng tÞnh tiÕn cña trôc dao: S = 0,2
mm/vßng.
• Nguyªn c«ng 6: TiÖn tinh c¸c vßng ®ai
vμ xÐn mÆt ®Çu.
- M¸y tiÖn 16K20
- Dao tiÖn ngoµi BK8
- ChiÒu s©u c¾t: t = 0,5 mm
- L−îng ¨n dao däc: Sd = 0,084
mm/vßng.
- L−îng ¨n dao ngang: Sn = 0,06
mm/vßng.
• Nguyªn c«ng 7: KiÓm tra ®é kÝn cña
èng lãt.
KiÓm tra b»ng thuû lùc d−íi ¸p lùc p = 4 ⎟
5 KG/cm2 trong kho¶ng thêi gian 2 phót.
ns
• Nguyªn c«ng 8: Doa tÝnh mÆt trong (lç)
- M¸y doa kim c−¬ng ®øng 278K
- Dao tiÖn BK8
- Tèc ®é quay trôc dao: n = 900 vßng/phót.
- ChiÒu s©u c¾t: t = 0,2 mm
- L−îng ch¹y dao: S = 0,08 mm/vßng.
• Nguyªn c«ng 9: Mμi th« vßng ®ai l¾p
ghÐp.
sd
n
sn
ns
sd
nct
n®¸
- M¸y mµi trßn ngoµi: 3A141
- V®¸ = 35 m/s, n®¸ = 1980 vßng/phót.
- B−íc tiÕn däc cña bµn m¸y: Sd = 0,3
m/phót.
- B−íc tiÕn ô ®¸: Sngang = 0,06 mm/ht bµn
- ChiÒu s©u mµi t = 0,5 mm
- Tèc ®é quay chi tiÕt: nct = 200 vßng/phót.
• Nguyªn c«ng 10: TiÖn tinh mÆt ®Çu t¸n
vμ v¸t c¹nh.
- M¸y tiÖn 16K20
- Dao tiÖn mÆt ®Çu: BK8
- Tèc ®é quay cña trôc chÝnh (chi tiÕt):
n = 600 vßng/phót.
- ChiÒu s©u c¾t t = 0,5 mm
- L−îng ¨n dao ngang: Sn = 0,042 mm/vßng.
•
Nguyªn c«ng 11: Mμi kh«n s¬ bé mÆt
trong.
- M¸y 2K833
- Tèc ®é quay cña ®Çu kh«n: n = 280
vßng/phót.
- Tèc ®é dµi cña ®Çu kh«n: Vq = 20
m/phót.
- Tèc ®é tÞnh tiÕn cña ®Çu kh«n: Vtt = 15
m/phót.
- ¸p lùc mµi: p = 5 KG/cm2.
- L−îng d− mçi bªn 0, 05 mm.
• Nguyªn c«ng 12: XÐn tinh mÆt ®Çu cña
t¸n.
sn
nct
nct
sn
- M¸y tiÖn 16K20
- Dao tiÖn BK8
- Tèc ®é quay cña trôc chÝnh: n = 500
vßng/phót.
- ChiÒu s©u c¾t: t = 0,3 mm.
- L−îng ¨n dao ngang Sn = 0,04
mm/vßng.
•
Nguyªn c«ng 13: Mμi lÇn cuèi c¸c vμnh
®ai
vtt
vq
sd
nct
Sk
n®¸