THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG TRỤC RĂNG

Cơ khí

Thiết kế quy trình công nghệ gia công trục răng

2.2 Yêu cầu kỹ thuật

Phần 3 - Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo trục răng

3.1 Dạng sản xuất

3.2 Các nguyên tắc thiết kế Quy trình công nghệ

3.3 Quy trình công nghệ gia công trục răng

Phần 4 - Chuyên đề

4.1 Tìm hiểu về dao phay lăn trục vít – Dao xọc răng

4.2 Tìm hiểu về máy gia công răng: máy phay lăn răng 5K324 và máy xọc răng 514

4.3 Lập trình – gia công trên máy phay CNC Fanuc 6M chữ:

“HUYềN p k”

Bản vẽ: 10 A1

Thuyết minh: 155 Trang A4

Phê duyệt Giáo viên hớng dẫn

3.4.3 Ghi kí hiệu cấp chính xác và dạng đối tiếp trên bản vẽ

1.1 Phân tích chức năng điều kiện làm việc đặc điểm kết cấu

1.1.1.Phân tích chức năng điều kiện làm việc của chi tiết gia công 211.1.2.Phân tích đặc điểm kết cấu và phân loại chi tiết gia công 21

Phần 3 thiết kế quy trình công nghệ chế tạo

3.2.Các nguyên tắc thiết kế quy trình công nghệ 27

3.2.1 Nguyên tắc chọn phôi và phơng pháp chế tạo phôi 27

3.3.4.1 Tính lợng d cho bề mặt trục răng có đờng kính 70,7 37

3.3.4.2 Tra lợng d cho các bề mặt còn lại 37

3.3.5 Xác định chế độ cắt cho một nguyên công và tra chế độ cắt cho các

3.3.5.1 ý nghĩa của việc xác định chế độ cắt 433.3.5.2 Xác định chế độ căt cho nguyên công 443.3.5.2 Xác định chế độ căt cho các nguyên công còn lại 55

4.1Tìm hiểu về máy gia công răng: Máy phay lăn răng 5K324

4.1.2 Tìm hiểu về máy phay lăn răng 5K324 113

4.2.2.1 Công dụng - phạm vi sử dụng và phân loại 123

4.3 Tìm hiểu về máy phay CNC hệ Fanuc 6M – khắc tên “Huyền.P.K” 1424.3.1 Đặc điểm cấu trúc máy công cụ điều khiển CNC 142

4.3.4 Chơng trình lập trình gia công trên máy CNC Fanuc 6M tại Trungtâm thực nghiệm- Trờng ĐH Lơng Thế Vinh

Lời nói đầu

Hiện nay, các ngành kỹ thuật nói chung và ngành cơ khí nóiriêng đòi hỏi kỹ và cán bộ kỹ thuật đợc đào tạo ra phải có kiến thứcsâu rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giảiquyết những vấn đề cụ thể thờng gặp trong sản xuất, sửa chữa và sửdụng

Mục tiêu của đồ án tốt nghiệp là tạo điều kiện cho ngời họcnắm vững và vận dụng có hiệu quả các phơng pháp thiết kế, xây dựng vàquản lý các quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí về kỹ thuật sản xuất và tổchức sản xuất nhằm đạt đợc các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật theo yêu cầutrong điều kiện và qui mô sản xuất cụ thể Ngoài ra, đồ án tốt nghiệp còntruyền đạt những yêu cầu về chỉ tiêu công nghệ trong quá trình thiết kếcác kết cấu cơ khí để góp phần nâng cao hiệu quả chế tạo chúng

Đồ án tốt nghiệp có vai trò hết sức quan trọng nhằm tạo cho sinhviên hiểu một cách sâu sắc về những vấn đề mà ngời kỹ s gặp phải khithiết kế một qui trình sản xuất chi tiết cơ khí nói chung và đặc biệt là chitiết trục răng và công nghệ gia công răng nói riêng

Đợc sự giúp đỡ tận tình của thầy Pgs.Ts Trần Hữu Đà, em đãhoàn thành đồ án môn học này Trong quá trình trình bày đồ án chắc chắncòn nhiều thiếu xót, rất mong đợc sự chỉ bảo của các thầy

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên:

Phạm Khánh Huyền

Phần 1 Tổng quan về bộ truyền bánh răng

1.ý nghĩa tầm quan trọng của bộ truyền bánh răng–

Truyền động bánh răng đợc sử dụng trong nhiều loại máy và cơ cấukhác nhau để truyền chuyển động quay từ trục này sang trục khác và để biếnchuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến và ngợc lại

Truyền động bánh răng đợc dùng rất rộng rãi bởi vì chúng có những u điểm

nh khả năng truyền lực lớn, đảm bảo tỉ số truyền ổn định, hệ số có ích lớn vàtruyền động êm

Truyền động bánh răng là những cơ cấu quan trọng trong ô tô, máy kéo, độngcơ đốt trong, máy công cụ, máy nông nghiệp, máy cần cẩu và nhiều loại thiết

bị khác

Phạm vi tốc độ và truyền lực của truyền động bánh răng rất lớn

Các hộp giảm tốc bánh răng có khả năng truyền công suất lớn hàng nghìn kW

Sử dụng bánh răng có thể truyền đợc chuyển động quay giữa các trục songsong với nhau, chéo nhau hay vuông góc với nhau

2 Phân loại

Tuỳ thuộc vào vị trí tơng quan của các trục mà ngời ta chia ra:

- Truyền động bánh răng trụ ( răng thẳng, răng trụ, răng chữ V)

Truyền động bánh răng trụ đợc thực hiện không chỉ bằng ăn khớp ngoài

mà còn bằng ăn khớp trong Cả hai bánh răng ăn khớp trong có cùng chiềuquay nh nhau

Truyền động bánh răng - thanh răng

2.3 Truyền động bằng bánh răng côn

Truyền động bằng bánh răng côn đợc sử dụng để truyền chuyển động quay giữa các trục nằm trong cùng một mặt phẳng nhng có đờng tâm chéo nhau

Bánh răng côn có các loại: răng thẳng, răng nghiêng và răng cong

Truyền động bánh răng côn

a- răng thẳng; b- răng nghiêng c- răng cong

c)b)

a)

2.4 Truyền động bằng bánh vít.

Truyền động bằng bánh vít đợc dùng để truyền chuyển động quay giữa các trục vuông góc với nhau Tuỳ thuộc vào hình dáng của trục vít mà ngời ta phân biệt: truyền động bánh vít với trục vít hình trụ và với trục vít lõm Truyền

động bằng bánh vít đảm bảo đợc công suet truyền lớn, độ chính xác cao và độ

êm dịu khi dịch chuyển

2.5 Truyền động xoắn vít

Truyền độn xoắn vít bằng bánh răng trụ cũng đợc dùng để truyền

chuyển động quay giữa các trục vuông góc với nhau

Truyền động hypoid đợc dùng để truyền chuyển động quay giữa các trục vuông góc với nhau trong các loại xe ôtô và các cơ cấu truyền động có tảitrọng lớn

Truyền động bằng trục vít

a - trục vit hình trụ; b-trục vít lõm c- truyền động xoắn ốc bằng bánh răng trụ d- Truyền động xoắn ốc bằng bánh răng côn ( Truyền động hypoit)

c)

d)

3 Độ chính xác Dung sai bánh răng–

3.1.Khái niệm về độ chính xác của truyền động bánh răng

Tính chất chung về độ chính xác của truyền động bánh răng nh độ dẻo,tuổi thọ và độ làm việc êm phụ thuộc trớc hết vào độ chính xác chế tạo và lắpráp của chúng

Các sai số của máy, của dao, sai số gá đặt phôi, biến dạng của hệ thốngcông nghệ và các yếu tố khác có ảnh hởng rất lớn đến độ chính xác của bánhrăng

Để đảm bảo độ chính xác của bộ truyền, độ chính xác của bánh răng phải

đợc xác định theo tiêu chuẩn của Nhà nớc Tiêu chuẩn này quy định 12 cấpchính xác khác nhau

Tiêu chuẩn độ chính xác của bánh răng đợc xác định khi thiết kế bộ truyềnxuất phát từ công dụng, điều kiện làm việc, kích thớc và các yếu tố khác củachúng

Độ chính xác của bánh răng đợc đặc trng bằng các chỉ tiêu sau đây:

- Độ chính xác động học

- Độ ổn định khi làm việc

- Độ chính xác tiếp xúc

- Khe hở mặt bên

3.1.1 Độ chính xác động học

Độ chính xác động học đặc trng cho sai số góc quay ( 1 vòng) của bánhrăng Độ chính xác này rất quan trọng đối với các truyền động có tính đến gócquay nh truyền động phân độ của các máy cắt răng hoặc các cơ cấu đo đếm,trong các máy cắt kim loại …

Trong các truyền động này bánh răng thờng có môđun nhỏ, chiều dài răngkhông lớn, Yêu cầu chủ yếu của các truyền động này là “ mức chính xác độnghọc” cao, có nghĩa là đòi hỏi sự phối hợp chính xác về góc quay của bánh dẫn

và bị dẫn của truyền động

3.1.2 Độ ổn định khi làm việc

Độ ổn định khi làm việc đặc trng cho độ ổn định của tốc độ quay của bộtruyền động trong một vòng quay của bánh răng Dao động của tốc độ quay sẽgây ra tải trọng động học, rung động và tiếng ồn của bộ truyền Độ chính xácnày rất quan trọng đối với truyền tải lực làm việc với tốc độ lớn

Ví dụ truyền động trong các hộp tốc độ của động cơ máy bay, ôtô, tuabinv,v… Bánh răng của truyền động này có môđun trung bình, chiều dài răng lớn,tốc độ vòng của bánh răng có thể đạt tới 120 -:- 150 m/s và hơn nữa Côngsuất truyền động tới 40.000kW và hơn nữa

3.1.3 Độ chính xác tiếp xúc

Độ chính xác tiếp

Truyền động với tốc độ nhỏ nhng truyền mômen xoắn lớn Bánh răng củatruyền động này thờng có môđun lớn và chiều dài răng lớn Ví dụ truyền độngbánh răng trong máy cán thép, trong các cơ cấu nâng hạ nh cầu trục, ba lăng…Yêu cầu chủ yếu của các truyền động này là “ mức tiếp xúc mặt răng lớn

đặc biệt là tiếp xúc theo chiều dài răng Mức tiếp xúc mặt răng đảm bảo độ bềncủa răng khi truyền mômen xoắn lớn

3.1.4 Độ hở mặt bên

Đối với bất kỳ truyền động bánh răng nào cũng cần phải có độ hở mặt bêngiữa các mặt răng phía không làm việc của cặp răng ăn khớp Độ hở đó cầnthiết để tạo điều kiện bôi trơn mặt răng, để bồi thờng cho sai số do dãn nởnhiệt, do gia công và lắp ráp, tránh hiện tợng kẹt răng

Nh vậy đối với bất kỳ truyền động bánh răng nào cũng phải có 4 yêu cầu:mức chính xác động học, mức chính xác làm việc êm, mức chính xác tiếp xúc

và độ hở mặt bên Tuỳ theo chức năng sử dụng mà đề ra yêu cầu chủ yếu đốivới truyền động bánh răng, yêu cầu chủ yếu ấy phải ở mức chính xác cao hơncác yêu cầu khác Ví dụ: truyền động bánh răng trong các hộp tốc độ thì yêu

cầu chủ yếu là mức làm việc êm và nó phải cao hơn mức chính xác động học

đợc xét theo 3 phơng: phơng hớng tâm, phơng tiếp tuyến với vòng chia và

ph-ơng dọc trục bánh răng Nh vậy sai số gia công bánh răng đợc chia thành 4loại:

3.2.1 Sai số hớng tâm: bao gồm tất cả những sai số gây ra sự dịch chuyển

Sai số hớng tâm thấp là những sai số làm thay đổi tâm phôi khi gia công, tức

là những sai số mà nguyên nhân của nó gắn liền với phôi và bàn máy mangphôi

Các nguyên nhân kể trên dẫn đến kết quả là bánh răng gia công có vànhrăng lệch so với tâm lỗ bánh răng( tâm quay của bánh răng trong truyền

động), tức là gây ra độ lệch tâm giữa vòng cơ sở với tâm quay bánh răng Sai

số này làm thay đổi tỉ số truyền của truyền động với chu kì một lần sau mộtvòng quay của bánh răng, nó ảnh hởng đến mức chính xác động học của bánhrăng

Sai số hớng tâm tần số thấp thể hiện trên bánh răng bằng sự thay đổicủa các thông số hình học sau:

- Độ đảo hớng tâm của vành răng kí hiệu là Frr – là hiệu lớn nhấtkhoảng cách từ tâm quay bánh răng đến đoạn thẳng chia của prôfin gốc danhnghĩa

- Độ dao động khoảng cách tâm đo sau một vòng: Fir – là sự thay đổilớn nhất của khoảng cách tâm giữa bánh răng có sai số ( bánh răng đo ) vàbánh răng mẫu chính xác ăn khớp khít với nhau

- Sai số tích luỹ bớc răng Fpr – là hiệu đại số lớn nhất của các giá trịsai số tích luỹ k bớc răng

Sai số hớng tâm tần số cao: là những sai số gây ra do dịch chuyển tâm dao khi

gia công Nguyên nhân phát sinh ra chúng gắn liền với dao và trục mang dao,chẳng hạn độ đảo tâm của vành răng của dao, độ đảo do khe hở lắp ghép giữadao và trục mang dao…

Chu kỳ của sai số là chu kỳ quay của dao, có nghĩa là sai số lặp đi lặp lại n lầnsau một vòng quay của phôi bánh răng Sự dịch chuyển tâm dao khi gia công

sẽ gây ra sự dịch chuyển hớng tâm của prôfin răng theo chu kỳ tần số dao Đóchính là nguyên nhân gây ra sự thay đổi tức thời về tốc độ, gây va đập và ồn.Sai số hớng tâm tần số cao ảnh hởng đến “ mức làm việc êm ” và đợc thể bằng

sự thay đổi của các thông số hình học sau:

- Sai số prôfin răng ffr là khoảng cách pháp tuyến giữa hai prôfin mặt

đầu danh nghĩa bao lấy prôfin mặt đầu thực

- Độ dao động khoảng cách tâm đo sau một răng fỉr” – là sự dịchchuyển prôfin răng theo hớng tâm với tần số cao Nó làm cho khoảng cáchtâm đo (a) thay đổi theo tần số cao, tần số bằng số răng (z) chẳng hạn

- Sai lệch bớc răng – fptr là sai lệch giới hạn trên và dới của bớc răng

pt Nó chính là sai số động học của bánh răng quay một góc bằng bớc gócdanh nghĩa

3.2.2.Sai số tiếp tuyến, bao gồm tất cả những sai số gây ra sự dịch chuyển

prôfin răng theo hớng tiếp tuyến với vòng chia Nguyên nhân chủ yếu là sai sốcủa xích động học từ dao đến phôi trên máy cắt răng Sai số tiếp tuyến cũng

có hai thành phần:sai số tiếp tuyến tần số thấp và sai số tiếp tuyến tần số cao

Sai số tiếp tuyến tần số thấp

Là sai số mà nguyên nhân phát sinh ra nó gắn liền với bánh răng vít củaxính bao hình Những nguyên nhân đó làm cho bàn máy mang phôi quaykhông đều với sai số có cùng chu kỳ với chu kỳ quay của phôi Sai số tiếptuyến tần số thấp ảnh hởng đến mức chính xác động học và đợc thể hiện bằng

sự thay đổi của các thông số sau:

- Sai số tích luỹ bớc:Fpr – sự dịnh chuyển prôfin răng gia công theo ớng tiếp tuyến cùng với sự dịch chuyển theo hớng tâm gây ra sai số tích luỹ b-

h-ớc răng

- Độ dao động khoảng pháp tuyến chung Fvwr – sự dịch chuyển prôfinrăng theo hớng tiếp tuyến trực tiếp gây ra độ dao động khoảng pháp tuyếnchung trong phạm vi một vòng quay của bánh răng: Fvwr=Wmax - Wmin

- Pháp tuyến chung W – là khoảng cách giữa hai mặt phẳng song songtiếp xúc với hai prôfin răng khác tên, đoạn AB

- Sai số lăn răng Fcr , sai số tiếp tuyến tần số thấp có thể đợc đánh giáthông qua chính sai số này, tức là sai số động học của xích bao hình của máy.Sai số lăn răng là sai số lớn nhất về góc quay giữa bánh răng gia công và dụng

cụ cắt răng (dao phay răng), tính bằng giây góc Ngời ta có thể đo trực tiếp giátrị của Fcr trên máy cắt răng

Sai số tiếp tuyến tần số cao

Nguyên nhân phát sinh ra sai số gắn liền với trục vít và các bánh răng trunggian Loại sai số này gây ra sự dịch chuyển prôfin răng theo hớng tiếp tuyếntheo chu kỳ với tần số cao, nó ảnh hởng đến mức làm việc êm của truyền

động

3.2.3 Sai số hớng trục, là những sai số làm prôfin răng dịch chuyển sai với vị

trí lý thuyết dọc theo trục bánh răng

Sai số hớng trục phát sinh do phơng chuyển động dọc trục phôi của daokhông song song với đờng tâm phôi gia công

3.2.4 Sai số prôfin răng lỡi cắt của dụng cụ cắt răng

Sai số này là tổng hợp những nguyên nhân làm thay đổi khoảng cách tâmgiữa bánh răng gia công và dụng cụ cắt răng

Bao gồm sai số hình dạng và góc prôfin của lỡi cắt

Các sai số này xuất hiện theo chu kỳ quay của dao có nghĩa là lặp đi lặp lại

n lần sau một vòng quay của bánh răng Nó ảnh hởng đến mức làm việc êm vàmức tiếp xúc mặt răng

3.3.2 Đánh gía mức làm việc êm

Mức chính xác làm việc êm đợc đánh giá bằng “ sai số động học cục bộ”của bánh răng – fir’ là hiệu số lớn nhất giữa các giá trị lớn nhất và nhỏ nhất kếtiếp nhau của sai số động học cục bộ của bánh răng,

Sai số động học cục bộ là thành phần tần số cao của sai số động học( thành phần sai số lặp đi lặp lại n lần sau một vòng quay của bánh răng) Nóchính là sự thay đổi tốc độ góc tức thời, sinh ra gia tốc, gây va đập và ồn.

3.3.3 Đánh giá mức chính xác tiếp xúc

Mức chính xác tiếp xúc đợc đánh giá bằng chính vết tiếp xúc mặt răng củabánh răng trong truyền động Vết tiếp xúc là phần làm việc của mặt răng cóvết tiếp xúc với răng của bánh răng thứ hai trong cặp truyên sau khi quay cặptruyền động có tải

ở mỗi cấp chính xác tiêu chuẩn quy định giá trị dung sai và sai lệch giớihạn cho phép của các thông số đánh giá mức chính xác ( Bảng tra) Tiêu chuẩnquy định dung sai cho bánh răng thân khai có môđun m = 1-:- 55 mm và đờngkính vòng chia đến 6300mm

3.4.2 Chọn cấp chính xác cho truyền động bánh răng.

Quyết định cấp chính xác của truyền động bánh răng phải dựa vao điềukiện làm việc cụ thể của truyền động, những yêu cầu về độ chính xác độnghọc, mức làm việc êm không ồn, không có chấn động, căn cứ vào tốc độ vòng

và công suất của truyền động Xác định cấp chính xác có thể bằng tính toánhoặc dựa theo kinh nghiệm, theo các bảng tiêu chuẩn

Chọn cấp chính xác bằng tính toán là chính xác nhất

Ví dụ: xuất phát từ tính toán xích động học ta xác định đợc sai số động họccho phép của bánh răng, dựa vào đó mà ta chọn câp chính xác thích hợp củamức chính xác động học

Ví dụ phơng pháp chọn theo bảng:

Bánh răng trong chế tạo máy nói chung đạt cấp chính xác cấp 8 do khôngyêu cầu chính xác đặc biệt, bánh răng trong máycông cụ, trừ xích phân độ,bánh răng không quan trọng trong máy bay, ôtô, bánh răng của cơ cấu nâng,bánh răng quan trọng trong máy nông nghiệp, bánh răng hộp giảm tốc thôngthờng; tốc độ vòng đến 6 m/s; hiệu suất không nhỏ hơn 0,97; cắt răng bằngphơng pháp bao hình hoặc chép hình bằng dụng cụ định hình tơng ứng với sốrăng thực của bánh răng; không mài răng trong gia công lần cuối, cần thiết thìgia công tinh lần cuối hoặc nghiền

Đối với bánh răng làm việc êm ở tốc độ cao, hiệu suất cao không ồn,bánh răng của cơ cấu phân độ, bánh răng đặc biệt quan trọng trong chế tạomáy bay và ôtô; tốc độ vòng <15 m/s; hiệu suất không nhỏ hơn 0,99; phơngpháp cắt răng bao hình trên máy chính xác cao; gia công lần cuối mặt răngbằng phơng pháp mài chính xác hoặc cà răng -> Bánh răng đạt cấp chínhxác 6

Bánh răng ở tốc độ hơi cao và công suất vừa phải hoặc ngợc lại, bánh răngtrong truyền động của máy cắt kim loại và cần sự phối hợp chuyển động ,bánh răng hộp tốc độ máy bay, ôtô, truyền động của cơ cấu tính, đếm; tốc độvòng đến 10m/s; hiệu suất không nhỏ hơn 0,98; cắt răng bằng dụng cụ cắtchính xác, với bánh răng không tôi Mài hoặc cà khi bánh răng cần tôi -> bánhrăng đạt cấp chính xác 7

Đối với bánh răng dùng cho truyền động không đòi hỏi chính xác, truyền

động không tải thực hiện do lí do kết cấu là chủ yếu; có tốc độ vòng đến 2m/s; hiệu suất không nhỏ hơn 0,96 và dùng phơng pháp cắt răng bất kì, khôngyêu cầu gia công tinh đặc biệt trong lần gia công lần cuối thi bánh răng đạtcấp chính xác cấp 9

Độ chính xác của bánh răng trụ ( răng thẳng, răng nghiêng và răng chữ V)

đợc quy định theo tiêu chuẩn OCTΓ và TCVN cho các môđun m = 1-:- 50,góc ăn khớp α=200và đờng kính vòng chia ≤5000mm

Theo tiêu chuẩn OCTΓ và TCVN thì độ chính xác của bánh răng trụ

đ-ợc chia ra 12 cấp, trong đó cấp 1 có độ chính xác cao nhất và cấp 12 có độchính xác thấp nhất Tuy nhiên trong thực tế ngời ta ding các cấp chính xác từ

3 -:- 11 và trong ngành chế tạo máy các cấp chính xác 5 -:- 9 đợc dùng nhiềunhất

3.4.3 Ghi kí hiệu cấp chính xác và dạng đối tiếp trên bản vẽ

Trên bản vẽ thiết kế, chế tạo bánh răng thì cấp chính xác và dạng đối tiếp

đợc ghi kí hiệu nh ví dụ sau:

Theo cách hình thành prôphin răng, việc gia công răng đợc chia làm hai

ph-ơng pháp: định hình và bao hình

Nhìn chung, các phơng pháp gia công răng đều có những đặc điểm:

- Trong quá trình cắt, tốc độ cắt luôn thay đổi theo từng răng và có nhiềurăng cùng tham gia cắt Do đó lực cắt lớn và luôn thay đổi

- Tốc độ cắt thay đổi theo từng điểm trên lỡi cắt

- Lỡi cắt có hình dáng phức tạp, các chuyển động trong quá trình gia côngrất phức tạp nên các thông số hình học của dao trong quá trình cắt thờngkhông đạt trị số hợp lý

- Dao đòi hỏi phải có độ chính xác cao

4.1 Phơng pháp định hình

Còn gọi là phơng pháp chép hình Đó là phơng pháp cắt răng bằng dao

định hình có biên dạng lỡi cắt giống biên dạng răng giữa hai răng của bánhrăng Thờng dùng các loại dao sau: Dao phay đĩa môđuyn, dao phay vấumôđuyn, dao chuốt bánh răng

Khi cắt bánh răng bằng dao phay môđuyn, chuyển động cắt chính là chuyển

động quay tròn của dao Chuyển động chạy dao là chuyển động tịnh tiến củachi tiết theo phơng vuông góc với trục dao Sau khi cắt xong một rãnh răng,chi tiết thực hiện chuyển động quay phân độ để cắt tiếp rãnh răng sau

Cắt răng bằng phơng pháp định hình có những u điểm sau:

Thao tác cắt đơn giản, có thể thực hiện trên các máy phay vạn năng, máy phaychuyên dùng với đầu phân độ vạn năng hoặc đĩa chia độ đơn giản Với bánhrăng có m≥10, gia công bằng phơng pháp này chiếm u thế hơn vì các bánhrăng có môđuyn lớn thờng chỉ dùng cho các bộ truyền chịu tải trọng nặng vàkhông yêu cầu chính xác cao, nên chế tạo bằng phơng pháp bao hình sẽ rất tốnkém

• Độ chính xác của đồ gá để cắt răng bằng dao phay định hình ờng chỉ đạt cấp 8 Nên khi phân độ thờng gây sai số bớc vòng, làm giảm độnhẵn bề mặt răng gia công

th-Gia công bánh răng bằng phơng pháp định hình đợc sử dụng ở dạng sảnxuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ hoặc trong sửa chữa các bộ truyền có độchính xác không cao và môđuyn của bánh răng lớn Còn đợc sử dụng đểcắt bánh răng chữ V không có rãnh thoát dao bằng dao phay vấu môđuy

4.2 Phơng pháp bao hình

Còn gọi là phơng pháp lăn Đó là phơng pháp cắt răng mà biên dạngrăng của bánh răng gia công đợc hình thành bởi đờng bao của vị trí liên tiếpcác lỡi cắt của dao trong quá trình cắt

Phơng pháp bao hình dựa trên nguyên tắc ăn khớp giữa bánh răng vơi bánhrăng ( nh xọc răng), hoặc giữa bánh răng vơi trục vít nh lăn răng, hoặc giữabánh răng với thanh răng ( nh cắt răng bằng dao lợc cắt răng ).

Ưu điểm của phơng pháp bao hình:

Có độ chính xác gia công và năng suất cắt cao vì quá trình bao hình là mộtquá trình liên tục và điều hoà, không có chuyển động phân độ, không cókhoảng chạy không của bàn máy Đồng thời có thể dùng một dao để cắt cácbánh răng có cùng môđuyn nhng có số răng khác nhau Vì trong quá trình baohình, hình dáng răng dao không phụ thuộc vào số răng của bánh răng cần giacông

Các loại dao thờng dùng để cắt răng bằng phơng pháp bao hình là: Dao phaylăn răng, dao xọc răng, dao cà răng, dao lợc cắt răng

Hiện nay, gia công bánh răng bằng phơng pháp bao hình đợc sử dụng rộng rãi

ở dạng sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối

Phần 2

tính của sản phẩm

1.Phân tích sản phẩm

1.1 Phân tích chức năng điều kiện làm việc đặc điểm kết cấu và phân loại chi tiết gia công.

1.1.1.Phân tích chức năng điều kiện làm việc của chi tiết gia công.

Các chi tiết trục là loại chi tiết đợc dùng rất phổ biến trong ngành chếtạo máy Chúng có bề mặt cơ bản cần gia công là mặt tròn xoay ngoài Mặtnày thờng dùng làm mặt lắp ghép

Chi tiết trục thờng đợc dùng để truyền mô men xoắn giữa hai trục songsong hoặc vuông góc hoặc tạo với nhau một góc Nhờ truyền động cơ khígiữa các cặp bánh răng, bánh vít, trục vít ăn khớp hay nhờ truyền động đai

ma sát Trong quá trình làm việc trục dễ bị biến dạng do tác dụng của tảitrọng và điều kiện làm việc Vì vậy chi tiết phải đợc gia công chính xác để

đảm bảo yêu cầu kỹ thuật đề ra nh độ cứng xoắn, độ cứng uốn, độ đồng tâm,các bề mặt làm việc của trục cần phải đợc gia công chính xác, cơ tính đạt yêucầu

Cụ thể trên chi tiết trục đợc bố trí một rãnh then ở đầu trục phần kế tiếp

và đầu kia đợc lắp với ổ lăn Phần giữa đợc gia công răng liền với trục Nhvậy đây là chi tiết dạng trục răng

Phần đầu trục gia công rãnh then trên đó lắp với khớp nối đây là kiểulắp công xôn nên trục phải cứng vững đảm bảo độ đồng tâm Việc gia côngbánh răng liền trục giữa hai ổ vừa làm tăng độ cứng vững trục, tiết kiệmnguyên công hạ giá thành sản phẩm Nhng có nhợc điểm là khi làm việc bềmặt răng bị tróc rỗ, gẫy, mòn thì phải thay cả trục

1.1.2.Phân tích đặc điểm kết cấu và phân loại chi tiết gia công:

Đặc điểm chung của chi tiết dạng trục là những chi tiết có dạng trònxoay có tỷ số L/D >2

Trong đó: L: chiều dài lớn nhất

D: đờng kính lớn nhất

Trục là chi tiết cơ sở để lắp chi tiết khác lên nó thành một cụm chi tiết.Chi tiết mà ta thiết kế có tỷ số L/D=280/70,7 = 3,96 >2 Để đảm bảo điềukiện lắp ráp chi tiết đợc chế tạo theo bậc với đờng kính thay đổi Để giảm tậptrung ứng suất ở chỗ chuyển tiếp giữa các đờng kính có các bán kính góc lợn

* Phân loại chi tiêt gia công :

Qua phân tích ở trên thấy chi tiết mà ta gia công thuộc dạng trục và trên chitiết có gia công bánh răng nên gọi là trục răng.

2.Yêu cầu kỹ thuật của chi tiết

2.1 Đặc điểm của trục răng

Trục răng có đờng kính lớn nhất để phay răng là &70,7 sau đó trục đợc hạbậc &55, &45 đờng kính Φ45 đợc gia công chính xác dùng để lắp ổ lên trụcMột đầu trục đợc phay rãnh then, hai đầu trục có hai lỗ tâm dùng để giacông chi tiết

- Đối với chi tiết họ trục, yêu cầu về về độ đồng tâm giữa các cổ trục và phần

có răng rất quan trọng Để đảm bảo yêu cầu này, trong quá trình gia công sửdụng chuẩn tinh thống nhất là hai lỗ tâm ở hai đầu trục

- Các bề mặt trên trục có khả năng gia công đợc bằng các dao thông thờng

- Đờng kính các cổ trục giảm dần về hai đầu

- Rãnh then dùng để truyền mômen khi lắp bánh răng hoặc bánh đai với trụcnên không thể thay rãnh then kín bằng rãnh then hở đuợc

= ⇒trục đảm bảo đủ độ cứng vững khi gia công

- Không thể thay thế trục bậc bằng trục trơn đợc vì trên trục cần phải có nhữngmặt bậc để lắp với ổ lăn hay bánh răng hoặc đai

- Trong quá trình gia công ta phải dùng chuẩn định vị là hai lỗ tâm

2.2.Yêu cầu kỹ thuật khi chế tạo trục

Chi tiết gia công là trục bậc có rãnh then hoa là hình chữ nhật dùng đểtruyền chuyển động nó chịu mô men uốn và mô men xoắn vì vậy nó phải bảo

đảm các yêu cầu sau

Độ nhám của các cổ trục đạt 1,25 cấp chính xác 7

- Các cổ trục ghép có đờng kính 45∅ lắp ghép với ổ lăn theo mối ghép của ổ

đã đợc tiêu chuẩn hoá là mối ghép trung gian đạt

6

7

k

H , tạo khe hở nhỏ nhất.

Vì vậy các bê mặt này cần gia công chính xác đat cấp chính xác 7∇ Để đạt

đợc độ chính xác này ( Rz=3,2 mà ) ta dùng đến phơng pháp gia công tiệntinh

- Đoạn trục có đờng kính 40∅ bề mặt có thể lắp ghép với bánh răng hoặc đaitruyền quay cùng với trục và đợc truyền mômen bẳng rãnh then Vì vậy bềmặt trục này cần đợc gia công để đảm bảo yêu cầu theo mối ghép giữa trục

với bánh răng Rãnh then trên đoạn trục này chỉ dùng để truyền mômennên bề mặt rãnh không cần gia công chính cao, đạt ∇4,5.

Mặt làm việc của then hoa Rz20

Độ đảo hớng kính của các bề mặt trụ và then hoa so với trục

Độ song song của rãnh then đối với tâm trục không quá 0,01mm trên 100mmchiều dài

- Độ đảo bề mặt trục răng và các bề mặt cổ trục và bề mặt cổ trục và bề mặtlắp ghép bánh răng 40∅ so với đờng trục <0,03mm

- Độ chính xác về hình dáng hình học nh độ côn,độ oval của các cổ trục và

đoạn trục răng đạt 0,03mm

Chi tiết gia công là trục bậc có then dùng để truyền chuyển đông, nó chịumô men uốn và mô men xoắn vì vậy nó cần phải bảo đảm các yêu cầu sau

o Mặt làm việc của then hoa Rz=20àm

o Độ đảo hớng kính của các bề mặt trụ và then hoa so với trục ≤0,03

o Độ nhám của các ổ trục lắp ghép Ra=1,25 mặt đầu Rz=20àm bề mặtkhông lắp ghép Rz = 80àm

o Độ cong của trục ≤ 0,01(mm)

o Độ cứng trục đạt 269ữ293 HB (31 HRC )

o Độ không song song của rãnh then không quá 0,03 (mm)

o Sai lệch rãnh then theo chiều dài không quá 0,01 (mm)

Biện pháp gia công lần cuối

Các bề mặt lắp ghép đạt độ bóng ∇7 đạt đợc bằng phơng pháp mài

Các bề mặt nh rãnh then đạt đợc bằng phơng pháp phay

Bề mặt rãnh then đạt đợc ∇5 khi phay

Mặt đầu của trục không tham gia vào lắp ghép nhng có tham gia vào chuẩn

định vị trong quá trình gia công nên cũng cần gia công chính xác đảm bảo độvuông góc giữa mặt đầu và đờng tâm của trục, phơng pháp gia công cuốicùng là tiện tinh

Tính công nghệ trong kết cấu

Các bề mặt trên trục có thể gia công đợc bằng các dao tiện thông thờng

Đờng kính các cổ trục giảm dần về hai đầu nhng vẫn đẩm bảo độ cứngvững của chi tiết khi làm việc

Trục có khả năng gia công trên các máy chép hình thuỷ lực

Trong trờng hợp gia công trục bằng nhiều dao cùng lúc thì l/d<10 độ cứngvững của trục đợc đảm bảo khi gia công

Phần 3 thiết kế quy trình công nghệ chế

tạo trục răng

1.Xác định dạng sản xuất

1.1.1 ý nghĩa của việc xác định dạng sản xuất

Dạng sản xuất là một khái niệm đặc trng có tính chất tổng hợp giúp choviệc xác định hợp lý đờng lối biện pháp công nghệ và đề ra phơng án tổchức sản xuất để tạo ra sản phẩm đạt chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật

Trong điều kiện hiện nay việc xác định dạng sản xuất chủ yếu dựa vàosản lợng và khối lợng của chi tiết gia công

Các yếu tố đặc trng của dạng sản xuất là:

- Sản lợng

- Tính ổn định của sản phẩm

- Tính lắp lại của quá trình sản xuất

*Tuỳ theo sản lợng hàng năm và mức độ ổn định của sản phẩm mà ngời tachia ra làm 3 dạng sản xuất sau đây:

- Sản xuất đơn chiếc ( Đặc điểm sản lợng hàng năm ít)

- Sản xuất hàng loạt ( Đặc điểm sản lợng không quá ít chế tạo thành từng loạttheo chu kỳ)

- Sản xuất hàng khối (có sản lợng rất lớn, sản phẩm ổn định, trình độ chuyênmôn hoá cao, trong thiết bị dụng cụ chuyên dùng)

Mỗi dạng sản xuất có những đặc điểm riêng nó phụ thuộc vào nhiều yếu tốkhác nhau Dựa vào đó ta lập đợc quy trình công nghệ gia công chi tiết hợp

lý nhằm đạt hiệu quả kinh tế cao

1.1.2 Xác định dạng sản xuất

+)Q1:khèi lîng cña chi tiÕt (kg)

+)V:thÓ tÝch cña chi tiÕt (cm3)

+)γ :khèi lîng riªng cña vËt liÖu (kg/cm3)

4

3 5 , 4 2

4

57077

cm

5 4 3 2

,

10

852723

2.C¸c nguyªn t¾c thiÕt kÕ quy tr×nh c«ng nghÖ

2.1Nguyªn t¾c chän ph«i vµ ph¬ng ph¸p chÕ t¹o ph«i

2.1.1 C¬ së viÖc lùa chän ph«i

ViÖc chän ph«i dùa trªn c¬ së sau :

- Vật liệu và cơ tính mà chi tiết gia công đòi hỏi

- Hình dáng kết cấu và kích thớc của chi tiết gia công

- Dạng sản xuất

- Điều kiện cụ thể của cơ sở sản xuất

- Việc chọn phôi phụ thuộc rất nhiều vào dạng sản xuất

Với chi tiết là trục răng dựa vào các đặc điểm kết cấu hình dáng kíchthớc của chi tiết, yêu cầu kỹ thuật, độ bóng, độ đồng tâm, độ vuông góc vàkhả năng làm việc của nó cho nên ta có các phơng pháp chế tạo phôi là cán,rèn, dập, đúc

Việc xác định phơng pháp tạo phôi hợp lý sẽ đảm bảo yêu cầu kỹthuật của chi tiết mà còn ảnh hởng lớn đến giá thành sản phẩm Chọn phôihợp lý sẽ làm cho quá trình công nghệ đơn giản, ít phí tổn vật liệu, kích thớccủa phôi phải đảm bảo phân bố đủ lợng d cho quá trình gia công ,hình dángcủa phôi phải gần giống hình dáng của chi tiết gia công, giảm sai số in dậpdẫn đến tăng năng suất hạ giá thành sản phẩm

Việc tạo phôi phải phù hợp với việc chế tạo chi tiết

2.1.2 Phơng pháp chế tạo phôi

Với chi tiết gia công là trục răng vật liệu là thép 45 có cơ tính tốt độbền cao dạng sản xuất là loại nhỏ ta có nhiều phơng pháp chế tạo phôi khácnhau, mỗi phơng pháp có u nhợc điểm khác nhau Căn cứ vào u nhợc điểmcủa từng phơng pháp mà ta đa ra một phơng pháp chế tạo phôi hợp lý nhất

1

Ph ơng pháp cán:

Chỉ dùng với các loại phôi đơn giản, không cản đợc thép cán có tổ chứckim loại chặt, đều trong suốt chìm dài, phôi thớ kim loại liên tục có lớpứng xuất d

Thép cán đợc tiêu chuẩn hoá nên khi chọn phôi phải chọn phôi có đờngkính lớn hơn đờng kính lớn nhất của chi tiết gia công sẽ mất nhiều thờigian cắt gọt mất nhiều kim loại giảm năng xuất dẫn đến giá thành cao

2

Ph ơng pháp đúc:

- u điểm : Đúc đợc loại phôi phức tạp có đờng kính lớn

- Nhợc điểm : Tổ chức kim loại đúc kếm, lắm khuyết tật, đòi hỏi kỹ thuật cao.3

Ph ơng pháp rèn :

* Rèn tự do.

Với đầu t thấp trang thiết bị đơn giản nhng độ chính xác phụ thuộc vào taynghề ngời công nhân thời gian gia công lâu, việc chế tạo rất nhỏ độ chính xácthấp do đó với sản xuất lớn nhỏ chế tạo, khó đáp ứng

- Tiêu hao nhiều năng lợng, vật liệu

- Hiệu quả thấp

- Điều kiện lao động cực nhọc, hay bị bấn cứng lớp bỏ mặt, lợng

d lớn

* Phôi rèn khuôn

Phôi có độ chính xác cao hơn phôi rèn tự do, lợng gia công nhỏ độ bóng cao,hình dáng phôi rèn giống nh hình dáng chi tiết nh vậy sẽ đạt năng suất caohơn, giảm phế phẩm và độ chính xác phôi cao phù hợp với sản xuất lớn nhữngphơng pháp này vật liệu chế tạo khuôn phức tạp thiết bị đòi hỏi vốn lớn

2.2 Những yêu cầu và nguyên tắc chọn chuẩn

Việc chọn chuẩn nhằm xác định vị trí tơng quan giữa các bề mặt củamột chi tiết hay giữa các chi tiết khác nhau Do đó việc chọn chuẩn có ý

nghĩa rất quan trọng trong việc thiết kế chọn chuẩn hợp lý nhằm thoả mãntheo 2 yêu cầu sau:

- Đảm bảo chất lợng chi tiết trong suốt quá trình gia công

- Nâng cao năng suất và giảm gía thành

2.2.1- Nguyên tắc chung khi chọn chuẩn.

- Chọn chuẩn cần phải đảm bảo nguyên tắc 6 điểm khi định vị, tức là hạn chếhết số bậc tự do cần thiết, đồng thời khi định vị phải tuyệt đối tránh hiện tợngthiếu và siêu định vị (quá 6 bậc tự do hoặc trùng bậc tự do) và tránh trờng hợpthừa định vị không cần thiết vì nếu để xẩy ra sẽ làm cồng kềnh đồ gá

- Chọn chuẩn sao cho không bị lực cắt lực kẹp làm biến dạng chi tiết và phảichọn sao cho lực kẹp là bé nhất để giảm nhẹ sức lao động

- Chọn chuẩn sao cho đồ gá có kết cấu đơn giản gọn nhẹ, dễ chế tạo, thuậntiện khi thao tác và thích hợp với loại hình sản xuất

Chọn chuẩn hợp lý sẽ cho phép nâng cao độ chính xác gia công, đơn giảnquá trình gá đặt và kết cấu của các cơ cấu định vị kẹp chặt, giảm bớt thờigian phụ Để có thể đạt độ chính xác cao nhất, quá trình gia công nên thựchiện chỉ sau một lần gá đặt Bằng một lần gá đặt ngời ta sẽ loại bỏ đợc cácsai số do thay đổi chuẩn và gá đặt gây ra Tuy nhiên trong phần lớn cáctrờng hợp, để gia công hoàn thiện một chi tiết, thờng phải sử dụng nhiềuloại máy với nhiều sơ đồ gá đặt và bề mặt chuẩn khác nhau

Có một số loại chuẩn sau đây:

- Chuẩn thiết kế

- Chuẩn công nghệ

- Chuẩn gia công: để xác định vị trí của bề mặt cần gia công Chuẩn giacông bao giờ cũng là chuẩn thực Chuẩn gia công có thể là chuẩn thô hoặcchuẩn tinh

- Chuẩn lắp rắp

2.2.1.1 Những yêu cầu và nguyên tắc chung khi chọn chuẩn tinh.

1- Yêu cầu khi chọn chuẩn tinh.

- Chọn chuẩn tinh phải đảm bảo phân bố lợng d đầy đủ cho các bề mặt giacông

- Chọn chuẩn tinh phải đảm bảo độ chính xác vị trí tơng quan giữa các bề mặtgia công

2- Nguyên tắc khi chọn chuẩn tinh.

- Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính nhằm tạo điều kiện cho quátrình gia công và quá trình lắp ráp có sự thống nhất về việc sử dụng chuẩn

Do vậy độ chính xác của hệ thống kích thớc cũng dễ dàng đạt đợc gia công

Ngoài ra việc sử dụng chuẩn tinh chính còn tạo điều kiện giảm thời gian giacông chuẩn tinh phụ và thời gian loại bỏ nó.

- Cố gắng chọn chuẩn tinh sao cho tính trùng chuẩn càng nhiều càng tốt, chọn

nh vậy sẽ đảm bảo sai số gá đặt là nhỏ nhất

- Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn thống nhất có nghĩa là trong nhiều lần gácũng chỉ dùng một chuẩn để thực hiện các nguyên công trong quá trìnhcông nghệ vì khi thay đổi chuẩn sẽ sinh ra sai số tích luỹ ở mỗi lần gá vàlàm giảm bớt số chủng loại đồ gá

Xuất phát từ những yêu cầu và nguyên tắc khi chọn chuẩn tinh Dựa vào kếtcấu và hình dáng cụ thể của chi tiết gia công ta có các phơng án chọn chuẩntinh sau:

Ph

ơng án 1:

- Chọn chuẩn tinh là 2 lỗ tâm, dùng tốc để truyền mô men xoắn.Phơng án này ta khống chế 5 bậc tự do, trong đó lỗ tâm cố địnhkhống chế 3 bậc tự do và lỗ tâm di động khống chế 2 bậc tự do, còn 1 bậc

tự do quay xung quanh trục của nó ta không cần khống chế Phơng án này

Độ cứng vững không cao, do đó cần phải có các biện pháp thích hợp

để đảm bảo độ cứng vững của hệ thống công nghệ khi gia công Đối vớichi tiết dài dùng thêm kết cấu luy nét để tăng độ cứng vững chi tiết khi giacông Với chi tiết trục răng gia công có kết cấu có độ cứng vững cao chonên ta không cần dùng kết cấu luy nét

Chọn chuẩn tinh là hai lỗ tâm thì khi gia công lỗ tâm chóng mòn vàsinh nhiệt do ma sát sẽ là biến dạng lỗ tâm do đó ta phải sửa lại lỗ tâm khimòn

Ph

ơng án 2:

- Chọn chuẩn tinh một đầu là bề mặt ngoài còn đầu kia là lỗ chống tâm.Theo phơng án ta cũng khống chế 5 bậc tự do, trong đó bề mặt ngoàikhống chế 3 bậc tự do, lỗ tâm khống chế 2 bậc tự do còn một bậc tự doxoay quanh trục ta không cần khống chế Phơng án này có u, nhợc điểmsau:

- Chọn chuẩn tinh theo phơng án này thì có sai số gá đặt gây ra

- Quá trình gá đặt phải cân chỉnh nên không năng suất

* Nhận xét:

Qua phân tích 2 phơng án trên, đem so sánh ta thấy phơng án 1 cónhiều u điểm nên ta chọn chuẩn tinh là phơng án 1 để gia công hầu hết các bềmặt trụ trong quá trình gia công

Còn phơng án 2 cũng có thể dùng trong một số trờng hợp nếu cần thiết

2.2.1.2 Những yêu cầu và nguyên tắc chung khi chọn chuẩn thô.

1- Yêu cầu khi chọn chuẩn thô.

- Chọn chuẩn thô sao cho phân bố đủ lợng d cho các bề mặt gia công

- Chọn chuẩn thô sao cho đảm bảo độ chính xác cần thiết về vị trí tơngquan giữa các bề mặt không gia công với những bề mặt, mặt sắp gia công

2- Lời khuyên khi chọn chuẩn thô.

- Theo một phơng kích thớc nhất định, nếu trên chi tiết gia công có một bềmặt không gia công thì ta nên chọn bề mặt đó làm chuẩn thô Vì nh vậy sẽlàm cho sự thay đổi vị trí tơng quan giữa các bề mặt gia công và bề mặt khônggia công là nhỏ nhất

- Theo một phơng kích thớc nhất định, nếu trên chi tiết gia công có một số

bề mặt không gia công thì ta nên chọn bề mặt không gia công nào có yêu cầu

độ chính xác về vị trí tơng quan cao nhất đối với bề mặt gia công, chọn làmchuẩn thô

- Theo một phơng kích thớc nhất định nếu trên chi tiết gia công có tất cả bềmặt phải gia công thì ta nên chọn bề mặt nào có lợng d nhỏ nhất và phân bố

đều nhất làm chuẩn thô

- Theo một phơng kích thớc nhất định, nếu trên chi tiết gia công có hai haynhiều bề mặt dù điều kiện làm chuẩn thô Thì ta nên chọn bề mặt nào trơn trunhất và lợng d phân bố đồng đều nhất làm chuẩn thô

- Chuẩn thô chỉ nên dùng một lần trong cả quá trình gia công, nếu vi phạmlời khuyên này sẽ gây ra sai số về vị trí tơng quan giữa các bề mặt gia công.

- Xuất phát từ 2 yêu cầu và 5 lời khuyên trên đồng thời căn cứ vào hìnhdáng, kết cấu cụ thể của chi tiết gia công xét thấy:

Chi tiết gia công hầu hết các bề mặt phải qua gia công cơ Trong đó bề mặt

cổ trục chính đợc lắp với ổ bi, đây là bề mặt quan trọng nên đợc gia công đạtcấp chính xác 7 với độ nhẵn bề mặt đạt Ra = 1,25àm tơng ứng với ∇7, nh vậy

độ chính xác về vị trí tơng quan với các bề mặt là cao, do đó lợng d đợc phân

bố đồng đều nhất., Vì vậy ta chọn bề mặt cổ trục làm chuẩn thô

Chi tiết trục ở đây có &45 dùng để lắp ổ bi có yêu cầu độ bóng, độ chínhxác cao nhất nên ta chọn ngõng trục này làm chuẩn thô

2.3 Nguyên tắc chọn máy

Đối với các nguyên công cắt gọt thì mắy cắt đợc xác định theo các nguyêntắc tổng quát sau:

- Kiểu loại máy đợc chọn phải đảm bảo thực hiện đợc phơng pháp gia công

đã xác định, ứng với chi tiết gia công

- Kích thớc phạm vi làm việc của máy phải đảm bảo quá trình gia côngthuận tiện, an toàn, tơng ứng với kích thứơc, trang bị, dụng cụ công nghệ vàhành trình cắt theo các phơng chiều khác nhau

- Máy đợc chọn phải đảm bảo đạt yêu cầu chất lợng gia công theo trình tựcông nghệ chung của chi tiết gia công

- Công suất và phạm vi điều chỉnh thông số công nghệ của máy đợc chọnphải tạo điều kiện gia công tốt, nghĩa là đạt chất lợng gia công và năng suất giacông tốt

- Chọn máy có năng suất gia công cao, nghĩa là nên sử dụng máy có phí tổnthời gian gia công chi tiết là ít nhât

- Đảm bảo hệ số sử dụng máy theo yêu cầu về khả năng kỹ thuật và vốnthời gian làm việc

- Chú ý đến điều kiện sản xuất thực tế khi chọn máy dể gia công chi tiết cụthể

2.4 Nguyên tắc chọn đồ gá

Gá đặt hợp lý là một yêu cầu quan trọng của việc thiết kế quy trình côngnghệ gia công Khi đã khống chế đợc các nguyên nhân khác sinh ra sai số giacông trong một mức độ nhất định nào đó thì độ chính xác gia công đạt đợcchủ yếu là do quá trình gá đặt quyết định Chọn phơng án gá đặt hợp lý sẽgiảm đợc thời gian phụ, đảm bảo độ cứng vững của hệ thống công nghệ, nângcao chế độ cắt và giảm đợc thời gian gia công cơ bản

Quá trình gá đặt phôi gồm hai giai đoạn: định vị phôi và kẹp chặt phôi.

Định vị phôi là xác định vị trí chính xác của phôi so với máy và dụng cụ cắt.Kẹp chặt phôi là cố định vị trí của phôi không cho nó rời khỏi vị trí đã định vịtrong suốt quá trình gia công dới tác dụng của lực cắt Cơ cấu kẹp có các yêucầu cơ bản sau:

- Không đợc phá hỏng vị trí đã định vị của phôi

- Lực kẹp phải đủ để chi tiết không bị xê dịch dới tác dụng của lực cắt nhngkhông quá lớn so với các giá trị cần thiết để tránh sinh ra biến dạng củaphôi

- Không làm hỏng bề mặt do lc kẹp tác dụng vào

- Thao tác nhanh, đỡ tốn sức

- Kết cấu nhỏ gọn, an toàn, thành một khối để dễ bảo quản, sửa chữa

- Cố gắng làm cho phơng, chiều của lực kẹp vuông góc góc và hớng vàomặt chuẩn chính, không ngợc chiều với lực cắt

- Điểm đặt của lực kẹp nằm ngay trên đồ định vị hoặc nằm nằm trong đagiác chân đế tạo nên bởi các đồ định vị tiếp xúc với mặt chuẩn chính đểkhông gây lật hoặc biến dạng phôi

3 Lập thứ tự các nguyên công

3.1.Xác định đờng lối công nghệ:

Nguyên tắc chung khi thiết kế nguyên công là đảm bảo đợc năng suất

và độ chính xác yêu cầu Năng suất và độ chính xác phụ thuộc vào chế độ cắt, lợng d, số bớc và số thứ tự các bớc công nghệ v.v Vì vậy khi thiết kế nguyên công phải dựa vào dạng sản xuất phơng pháp phân tán nguyên công để chọn sơ đồ nguyên công hợp lý

Tuy nhiên trong thực tế sản xuất một dạng sản xuất có thể có nhiều

ph-ơng án gia công khác nhau nên số nguyên công cũng nh số thứ tự các nguyên công phụ thuộc vào dạng phôi, độ chính xác yêu cầu của chi tiết

Các nguyên công các bớc cần đạt độ chính xác và độ bóng cao nên tách thành các bớc nguyên công các bớc riêng biệt và nên áp dụng phơng pháp gia công tuần tự bằng một dao

Đối với các máy tổ hợp, máy tự động, các nguyên công đợc xác định theo phơng pháp gia công song song, đờng lối công nghệ ở đây là tập trung nguyên công, nghĩa là một nguyên công có nhiều bớc công nghệ

Với dạng sản xuất hàng khối và để phù hợp điều kiện sản xuất ở nớc ta

là các máy chủ yếu là máy vạn năng, máy chuyên dùng nên ta chọn phơng ángia công tập trung nguyên công và gia công tuần tự các bề mặt

3.2.Chọn phơng pháp gia công:

Chọn phơng pháp gia công thích hợp để đạt độ bóng và độ chính xác yêu

cầu:

o Phần cổ trục φ45++00 .025003, φ40++00. 003025, độ bóng Ra = 1,25 àm ( Rz =3,2 àm),

cấp nhẵn bóng 7 -> Dùng biện pháp gia công cuối cùng là mài tinh

o Phần trục &42, &55, độ bóng Ra = 5 àm ( Rz = 20 àm), cấp nhẵnbóng 5 -> Dùng biện pháp gia công cuối cùng là tiện tinh

o Phần răng có đờng kính vòng đỉnh răng &70,7 0,01, độ bóng Ra =2,5 ( Rz =10 àm), àm cấp nhẵn bóng 10; bề mặt làm việc của răng ( đờngkính vòng chia ) có đờng kính &64 , độ bóng Ra = 1,25 ( Rz =3,2 ,7 àm), àmcấp nhẵn bóng 10 -> Dùng biện pháp gia công cuối cùng là phay răng

o Rãnh then có chiều dài L = 50 mm, bề rộng B = 12+ 0 , 12, yêu cầu độsong song của rãnh then so với đờng tâm không qúa 0,03 mm, đối xứng củarãnh then so với đờng tâm không quá 0,025mm -> Dùng phơng pháp phayrãnh then

3.3 Lập tiến trình công nghệ gia công cơ

Căn cứ vào phơng pháp gia công các bề mặt, yêu cầu kỹ thuật của chi tiết,

ta lập trình tự các nguyên công và các bớc nh sau

NC1 Ca phôi

NC2 Khoả mặt đầu – khoan tâm

Nguyên công 3 : Tiện thô trục đạt các kích thớc

ớc 5: Tiện thô đạt φ 46 , 5 ± 0 , 1mm từ φ 51mm trên chiều dài L = 30

Nguyên công 5 : Tiện tinh trục đạt các kích thớc

Nguyên công 8 : Kiểm tra trung gian

Nguyên công 9 : Phay rãnh then

Nguyên công 10 : Nhiệt luyện ( Tôi cao tần )

Nguyên công 11: Mài sửa lỗ tâm

Nguyên công 12: Mài cổ trục đạt các kích thớc:

ớc 4: Mài tinh đạt φ 42 ++00,,025003mm từ φ42,1mm trên chiều dài L = 30 mm

Nguyên công 13: Mài cổ trục đạt các kích thớc:

B

ớc 1: Mài thô đạt φ 40 , 1 ± 0 , 05mm từ φ 40 , 5mm trên chiều dài L = 60 mmB

ớc 2: Mài tinh đạt φ 40 ++00 ,,003025mm từ φ40,1mm trên chiều dài L = 60

Nguyên công 14: Tổng kiểm tra

Nguyên công 15: Đóng gói, bao nhãn

3.4Tính lợng d cho một bề mặt và tra lợng d cho bề mặt còn lại

3.4.1 Tính lợng d cho bề mặt trục răng có đờng kính 70,7

Khi chế tạo các chi tiết từ phôi cán, đối với các trục bậc việc tính toán ợng d và kích thớc gia công đợc tiến hành cho bâc(cổ trục) có đờng kính lớn

l-nhất, còn khi các đờng kính bằng nhau thì tính cho bậc nào có yêu cầu chính xác và chất lợng bề mặt cao nhất.

Vậy đối với chi tiết cần gia công đã cho ta tính lợng d cho đoạn trục có đờngkính lớn nhất đó là đoạn trục có răng với đờng kính đỉnh răng là 70,7 mm Chọn phôi thanh : vật liệu thép 45, độ chính xác nâng cao

Quy trình công nghệ gia công đoạn trục răng gồm các bớc:

Sai lệch về vị trí không gian của phôi đợc xác định theo công thức:

2 2

lt cv

Trong đó:+)ρph_dung sai đờng kính mặt chuẩn phôi dùng để gia công

∆ :độ cong đơn vị trên 1mm chiều dài

Theo bảng 3.63(II) ∆k =2àm/1mm chiều dài

l - chiều dài mặt gia công, l =75mm

)(,

2Z i = R zi− +T ai− +ρi−

Trong đó:Zmin:lợng d gia công nhỏ nhất

R :chiều cao nhấp nhô tế vi do bớc công nghệ sát trớc để lại zi−1

T :chiều sâu lớp kim loại bề mặt bị h hỏng do bớc công nghệ sát ai−1

Cột ghi kích thớc tính toán đợc xác định nh sau:

Ghi kích thớc của chi tiết(kích thớc nhỏ nhất theo bản vẽ)vào ô cuối cùng.Các kích thớc khác hình thành bằng cách lấy kích thớc tính toán nhỏ nhất

Z min_hiÖu c¸c kÝch thíc giíi h¹n nhá nhÊt.

TiÖn tinh: 2Zmax2 =71,16−70,62=0,54mm =540µm

TiÖn th«: 2Zmax1 =75,3−70,74=4,56mm =4560µm

TiÖn tinh:2Zmin2 =70,90−70,62=0,28mm =280µm

TiÖn th«:2Zmin1 =72,9−70,90=2mm =2000µm

Lîng d tæng céng lín nhÊt lµ tæng c¸c lîng d trung gian lín nhÊt,

Lîng d tæng céng nhá nhÊt lµ tæng c¸c lîng d trung gian nhá nhÊt

D−1 sai lÖch díi cña kÝch thíc t¬ng øng trªn bíc c«ng nghÖ s¸t tríc

vµ bíc c«ng nghÖ hiÖn hµnh

)(,,

d0dn =7062+33=7392

KiÓm tra: T dph −T dct =2Z0max −2Z0min

TÝnh lîng d gia c«ng c¸c kÝch thíc giíi h¹n vµ trung gian cñ¨ mÆt trô r¨ngBíc C¸c thµnh phÇn Lîng KÝch Dung KÝch thíc Lîng d

nghệ

của lợng d d

tính toán

Z i min

thớc tính toán (mm)

Sai

δ

( mà )

giới hạn (mm)

giới hạn ( àm)

Za

Phôi 150 250 200 0 - 72,3 3000 72,3 75,3 - Tiện

-thô

50 50 18 0 2.700 70,86 300 70,86 71,16 1440 4560 Tiện

tinh

30 30 12 0 2.118 70,62 120 70,62 70,74 240 540

3.4.2 Tra lợng d cho các bề mặt còn lại

Phôi đợc xác định phần lớn dựa vào lợng d gia công lợng d gia công ợng d gia công đợc xác định hợp lý về trị số sẽ góp phần bảo đảm hiệu quảkinh tế của quá trình công nghệ vì

l-Lợng d quá lớn sẽ làm tốn nguyên vật liệu tiêu hao sức lao động củacông nhân tốn năng lợng dụng cụ cắt dẫn đến làm tăng giá thành

Ngợc lại lợng d quá nhỏ sẽ không đủ lợng d để hết sai lệch của phôi đểbiến thành chi tiết hoàn thiện

Nh vậy sai lệch sẽ giảm dần sau mỗi lần gia công vì vậy trong quá trìnhcông nghệ ta phải chia ra làm nhiều nguyên công, nhiều bớc nhỏ để hớt dần l-ợng d Vậy lợng d cần phải đủ dể thực hiện nguyên công đó

Mặt khác nếu lợng d quá bé sẽ sảy ra hiện tợng trợt giữa dao và chi tiếtdẫn đén dao bị mòn, chất lợng bề mặt gia công giảm

3.5.1 ý nghĩa của việc xác định chế độ cắt

Chế độ cắt hợp lý là chế độ cắt trên cơ sở đảm bảo các yêu cầu kỹ thuậtcủa các nguyên công chế tạo, phát huy tốt khả năng của máy, các trang bịcông nghệ và dụng cụ cắt, đảm bảo năng xuất lao động cao và giá nguyêncông thành hạ Khi tính và định chế độ cắt cần phải xét đến kiểu, kích thớc vàvật liệu phần cắt của dụng cụ, vật liệu và trạng thái nguội của phôi, kiểu vàtrạng thái thiết bị cũng nh trạng thái của hệ thống công nghệ

3.5.2 Xác định chế độ căt cho nguyên công tiện tinh đạt các kích thớc:

Bớc 1 Đạt φ55±0,05mm từ φ 58mm trên chiều dài L = 25 mm

Bớc 2 Đạt φ45,5±0,05mm từ φ 46 , 5mm trên chiều dài L = 30 mm Bớc 3 Vát mép 3ì450 trên đoạn trục φ 45 , 5

đợc gia công bị xấu đi

Để khắc phục nhợc điểm trên, đồng thời muốn tăng năng suất gia công

và đảm bảo độ chính xác của chi tiết, tăng độ chịu nhiệt và vận tốc cắt, ta lựachọn vật liệu phần cắt là hợp kim cứng

Hợp kim cứng có ba nhóm: Một các bít (BK), hai các bít (TK)và ba cácbít (TTK) Trong đó, nhóm hai các bít TK thích hợp đối với việc gia công cácloại thép, nó có độ bền nhiệt, độ cứng và độ dẫn nhiệt tốt hơn so với các nhómkhác

Căn cứ vào đặc điểm của vật liệu chi tiết và yêu cầu của gia công, ta sửdụng hợp kim cứng T15K6 Chọn mảnh dao số 04 - Bảng 4 - 7 [6]

b Vật liệu phần thân:

Phần thân dao chủ yếu chịu độ uốn cao, vật liệu phần thân cần có yêucầu về độ bền, đảm bảo sự ổn định trong quá trình gia công của dụng cụ cắt

Ta chọn vật liệu thép 45

2 Chọn kiểu dụng cụ cắt:

Kiểu dụng cụ cắt gồm nhiều loại, việc lựa chọn phụ thuộc vào đặc điểm giacông Với chi tiết tròn xoay, bề mặt gia công là trụ ngoài ta chọn dụng cụ cắt

là dao tiện ngoài đầu thẳng gắn mảnh hợp kim cứng Tra bảng 4 - 22 [6]

3 Kích thớc dao tiện: Tiết diện giao tiện có nhiều loại: Tròn, vuông và

chữ nhật Tiết diện tròn có độ cứng vững cao, khó chế tạo, khó gá lắp kèmtheo đồ gá phức tạp Loại thứ 2 có độ chịu uốn không cao, dễ chế tạo, loại tiết

diện chữ nhật có độ cứng vững và khả năng chịu uốn cao, gá đặt và điềuchỉnh dễ dàng nên giảm thời gian phục vụ

Từ phân tích trên, tra bảng 4 - 23 [15] ta chọn tiết diện dao B x H = 10 x16

Việc chọn chiều dài dao cần đảm bảo đủ phạm vi để kẹp chặt đảm bảo độcứng vững nhng không nên chọn dài quá sẽ gây lãng phí kim loại, tốn thờigian gia công, gà lắp cồng kềnh Tra bảng 4 - 25 [6], chọn L = 160 (mm)

4 Hình dáng mặt trớc của dụng cụ cắt.

Đối với vật liệu gia công là thép, khi gia công tạo phôi dây có thể gây tainạn cho ngời thợ Để giảm bớt nguy hiểm với mục đích tạo phoi có dạng cuộn

và có xu hớng muốn giảm lực cắt và nhiệt độ trên lỡi dao ta chọn hình dáng

7 Xác định tuổi bền của dụng cụ cắt:

Là khoảng thời gian làm việc giữa hai lần mài Đợc tính:

5.60

=+

Chiều sâu cắt:

Chiều sâu cắt t chọn phụ thuộc vào lợng d gia công và cần chất lợng bềmặt gia công

Víi yªu cÇu tiÖn th«, c¾t mét lÇn hÕt lîng d, ta cã chiÒu s©u c¾t lµ

Víi D - §êng kÝnh chi tiÕt tríc khi gia c«ng

D0 - §êng kÝnh chi tiÕt sau khi gia c«ng

u 1

.L.K.tC

]W[

víi:

W – M« men chèng uèn cña th©n dao

3 2

2

(mm)2746

10.166

2D

t = −D0

0,35 0,35