Đồ án công nghệ chế tạo máy (cn529) thiết kế qui trình công nghệ gia công chi tiết trục bậc hộp giảm tốc

Mẫu trình bày TLTN/LVTN BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BỘ MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ  ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY (CN529) THIẾT KẾ QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT TRỤC[.]

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA CÔNG NGHỆ

BỘ MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ

- -ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY (CN529)

THIẾT KẾ QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA

CÔNG CHI TIẾT TRỤC BẬC

Trang 2

Trước tiên chúng em xin cảm ơn sâu sắc đến cha mẹ đã cổ vũ, động viên, hỗ trợ

về tinh thần cũng như tạo mọi điều kiện thuận lợi cho chúng em hoàn thành tốt đồ ánnày

Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Trí đã luôn quan tâm chỉdạy, theo dõi, giúp đỡ tận tình trong suốt khoảng thời gian em thực hiện đồ án

Và hơn hết, chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn trân trọng đến quý thầy cô trườngĐại học Cần Thơ đã tận tình chỉ dạy, truyền đạt những kiến thức quý báo cho chúng

em trong thời gian vừa qua để chúng em có đủ kiến thức, điều kiện để thực hiện đề tàinày Đồng thời chúng em cũng rất biết ơn các cán bộ trực ở thư viện khoa công nghệ,trung tâm học liệu, phòng máy đã hỗ trợ giúp đỡ chúng em trong thời gian qua

Đồng cảm ơn đến các tác giả trong các quyển sách báo, internet, anh chị đitrước đã tìm tòi, nghiên cứu đúc kết kinh nghiệm làm tài liệu để chúng em có thể thamkhảo trong quá trình thực hiện đề tài

Sau cùng tôi xin cảm ơn các bạn cùng lớp Cơ khí chế tạo máy, khoa Công nghệ,trường Đại học Cần Thơ đã tận tình giúp đỡ, hỗ trợ cho chúng tôi thực hiện đồ án này

Cần Thơ, ngày 14 tháng 11 năm 20

Sinh viên thực hiện Sinh viên thực hiện

Trang 3

TÓM TẮT

THIẾT KẾ QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT TRỤC BẬC HỘP GIẢM TỐC

Cần Thơ, ngày 14 tháng 11 năm 20

Sinh viên thực hiện Sinh viên thực hiện

Trang 4

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT viii

CHƯƠNG I

MỞ ĐẦU

1.1 Chọn chi tiết (Bản vẽ chi tiết) 1

1.2 Phân tích đầu đề 1

1.3 Phân tích công dụng chi tiết được gia công 2

1.4 Yêu cầu kỹ thuật đối với chi tiết 2

1.5 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu 3

CHƯƠNG II

CHỌN PHÔI VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

2.1 Chọn phương pháp chế tạo phôi 4

2.2 Xác định dạng sản xuất 5

CHƯƠNG III

THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG

3.1 Mục đích 7

3.2 Nội dung 7

3.3 Phương án gia công 7

3.4 Thiết kế nguyên công 8

CHƯƠNG IV

XÁC ĐỊNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG

4.1 Xác định lượng dư gia công trung gian bằng phương pháp tính toán phân tích 17

4.2 Tra lượng dư gia công cho các bề mặt còn lại 21

CHƯƠNG V

TÍNH VÀ TRA CHẾ ĐỘ CẮT

5.1 Tính chế độ cắt 22

5.2 Tra chế độ cắt cho các nguyên công 24

CHƯƠNG VI

XÁC ĐỊNH THỜI GIAN NGUYÊN CÔNG

6.1 Nguyên công 1: Khỏa mặt, khoan tâm 1 37

6.2 Nguyên công 2: Khỏa mặt, khoan tâm 9 38

6.3 Nguyên công 3: Tiện thô 5, 6, 7 38

Trang 5

6.4 Nguyên công 4: Tiện thô 3, 4 40

6.5 Nguyên công 5: Tiện tinh 3, 4 41

6.6 Nguyên công 6: Tiện tinh 6,7 42

6.7 Nguyên công 7: Phay mặt 10, 11 43

6.8 Nguyên công 9: Mài 44

6.9 Tổng thời gian nguyên công 45

TÀI LIỆU THAM KHẢO (STYLE “CAP 1”)

PHỤ LỤC A (STYLE “CAP 1_CHUONG”)

A.1 Phần 1 (Style “Cap 2”) 47

A.2 Phần 2 (Style “Cap 2”) 47

PHỤ LỤC B (STYLE “CAP 1_CHUONG”)

B.1 Phần 1 (Style “Cap 2”) 48

B.2 Phần 2 (Style “Cap 2”) 48

Trang 6

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Trục bậc hộp giảm tốc 2 cấp đồng trục 1

Hình 3.1 Các bề mặt của chi tiết gia công 7

Hình 3.2: Sơ đồ lắp đặt nguyên công 1 (khỏa mặt) 8

Hình 3.3: Sơ đồ lắp đặt nguyên công 1 (Khoan tâm) 8

Hình 3.4: Sơ đồ lắp đặt nguyên công 3 (khỏa mặt) 9

Hình 3.5: Sơ đồ lắp đặt nguyên công 2 (Khoan tâm) 9

Hình 3.6: Sơ đồ gá đặt nguyên công 3 10

3.4.5 Nguyên công 5: Tiện tinh 3, 4 và vát mép 2 12

Hình 3.11: Sơ đồ gá đặt 16

Hình 3.12: Kiểm tra độ trụ và song song 16

Trang 7

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1: Các loại phôi cán và lĩnh vực sử dụng 4

Bảng 3.1: So sánh các phương án gia công 7

Bảng 3.2: Thiết kế nguyên công 1 8

Bảng 4.1: Cấp chính xác và cấp độ bóng bề mặt sau các bước công nghệ 17

Bảng 4.2: Các thông số trong công thức cho các bước công nghệ 19

Bảng 4.3: Kích thước giới hạn nhỏ nhất 19

Bảng 4.4: Kích thước giới hạn lớn nhất 20

Bảng 4.5: Lượng dư giới hạn 20

Bảng 4.6: Lượng dư gia công bề mặt 20

Bảng 4.7: Lượng dư cho tiện tinh trục sau tiện thô 21

Bảng 4.8: Lượng dư cho mài trục 21

Bảng 5.1: Các cấp tốc độ máy tiện T616 26

Bảng 5.2: Bảng tra chế độ cắt nguyên công 3 30

Bảng 5.5: Các cấp tốc độ máy phay 6H80III 33

Trang 10

CHƯƠNG I

MỞ ĐẦU

1.1 Chọn chi tiết (Bản vẽ chi tiết)

Sau khi thống nhất với nhau, chúng em quyết định lựa chọn trục bậc trong Đồ

Án Cơ Sở Thiết Kế Máy (Hộp giảm tốc giảm tốc 2 cấp đồng trục) để tính toán và thiết

kế qui trình gia công

Hình 1.1: Trục bậc hộp giảm tốc 2 cấp đồng trục

1.2 Phân tích đầu đề

Thiết kế sơ bộ quá trình công nghệ gia công một chi tiết điển hình, xác địnhmức thời gian cơ bản cho các nguyên công theo cách tính gần đúng

Phân tích chức năng làm việc của chi tiết

Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết

Phân tích dạng sản xuất để chọn phương pháp gia công thích hợp

Lập thứ tự các nguyên công, các bước vẽ sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị, kẹpchặt, chọn máy, chọn dao, vẽ ký hiệu chiều chuyển động của dao, của chi tiết

Trang 11

Tính lượng dư cho một bề mặt nào đó, các bề mặt còn lại tra theo Sổ tay côngnghệ chế tạo máy.

Tính chế độ cắt cho một nguyên công nào đó, các nguyên công còn lại tra theo

Sổ tay công nghệ chế tạo máy

Tính thời gian gia công cơ bản cho tát cả nguyên công

Thiết kế đồ gá gia công: Xác định cơ cấu định vị phôi , tính lực kẹp chặt cầnthiết

Dựa vào sơ đồ định vị và lực kẹp để chọn cơ cấu định vị, cơ cấu kẹp chặt Thiết

kế cơ cấu khác của đồ gá (cơ cấu dẫn hướng, so dao, phân độ, xác định vị trí của đồ gátrên máy

Xây dựng bản vẽ cần thiết

1.3 Phân tích công dụng chi tiết được gia công

Chi tiết dạng trục là loại chi tiết được dùng rất phổ biến trong ngành chế tạomáy Chúng có bề mặt cơ bản cần gia công là mặt tròn xoay ngoài Mặt này thườngdùng làm mặt lắp ghép

Chi tiết dạng trục thường được dùng để truyền moment xoắn giữa hai trục songsong hoặc vuông góc hoặc tạo với nhau một góc Nhờ truyền động cơ khí giữa các cặpbánh răng, bánh vít, trục vít ăn khớp hay nhờ truyền động đai ma sát Trong quá trìnhlàm việc trục dễ bị biến dạng do tác dụng của tải trọng và điều kiện làm việc

Trục bậc trong hộp giảm tốc có vai trò rất quan trọng: dẫn động các bánh răng

ăn khớp với nhau và chịu moment xoắn trong quá trình truyền động diễn ra

1.4 Yêu cầu kỹ thuật đối với chi tiết

Vật liệu làm trục phải có độ bền cao, ít nhảy cảm với tập trung ứng suất, có thể

nhiệt luyện được và dễ gia công Trục thường làm bằng thép cacbon hoặc thép hợpkim Đối với làm việc trong những máy móc quan trọng, chịu tải lớn, có thể dùng thép

Trang 12

+ Giới hạn bền kéo: σ bk =600 N /mm

+ Giới hạn chảy: σ ch=300 N /mm2

Độ cứng xoắn, độ cứng uốn, độ đồng tâm, các bề mặt làm việc của trục cầnphải được gia công chính xác, cơ tính đạt yêu cầu

1.5 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu

Là chi tiết dạng trục, các bề mặt gia công chủ yếu là các bề mặt phẳng và rãnhthen nên chỉ cần sử dụng các phương pháp gia công như phay, mài và tiện là có thể đạtnăng suất cao

Các yêu cầu kỹ thuật cần đạt như: độ song song, độ vuông góc, độ đối xứng vàmột vài yêu cầu khác

Các bề mặt gia công không có vấu lồi, lõm

Kết cấu bề mặt cho phép thoát dao dễ dàng, đủ độ cứng vững

1 - Phôi thép 50 thường hóa đạt độ cứng bề mặt 230 HB

2 - Phôi trục được làm bằng phôi cán

3 - Dung sai độ đối xứng rãnh then không lớn hơn 0,12

4 - Độ nhám rãnh then Rz20, vị trí lắp ổ lăn 1.25, vị trí lắp bánh răng 2.5, độđảo hướng tâm vị trí lắp bánh răng 0.1 so với tâm trục

Trang 13

CHƯƠNG II CHỌN PHÔI VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

2.1 Chọn phương pháp chế tạo phôi

- Tiết diện tròn độ chính xác cao

- Tiết diện vuông sáu cạnh

Phôi ống các loại, cán nóng, cán

nguội, không có mối ghép hàn Xilanh, bạc, ống đỡ trục chính, cốc đỡ,con lăn, trục rỗng

Trang 14

2.1.1.2 Phôi rèn và phôi dập

Phôi rèn: trong sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ người ta sử dụng phôi rèn

tự do Ưu điểm chính trong điều kiện sản xuất nhỏ là giá thành hạ (không cần chế tạokhuôn dập), phôi rèn có hệ số dung sai lớn, cơ tính cao, đàn hồi tốt, thường chỉ tạo cácchi tiết có hình dạng đơn giãn, phụ thuộc vào khuôn và rèn khuôn phải có khuônchuyên dùng cho từng chi tiết, chi phí làm khuôn cao, khó đạt độ chính xác cấp 7-8

Phôi dập: thường dùng cho các loại chi tiết dạng càng, trục chữ thập, trục

khuỷu, các loại chi tiết này được dập trên máy búa nằm ngang hoặc máy dập đứng.Những chi tiết phúc tạp sẽ có bavia

2.1.1.3 Phôi đúc

Phôi đúc thường dùng cho các loại chi tiết như các gối đỡ, chi tiết dàng càng,dạng hộp phức tạp, vật liệu dùng cho phôi đúc là gang, thép, đồng, nhôm và các loạihợp kim khác Phôi đúc được thực hiện trong các loại khuôn cát, khuôn kim loại, trongkhuôn vỏ mỏng và các phương pháp đúc ly tâm, đúc áp lực, đúc theo mẫu chảy.Phương pháp này cho năng suất cao nhưng chi phí chế tạo khuôn cao

2.1.2 Chọn phôi

Dựa vào đặc điểm của các phương pháp chế tạo phôi trên ta chọn phôi cán

- Giá thành chế tạo phôi rẻ, phù hợp chi tiết cần chế tạo

- Thiết bị gia công sử dụng đơn giản

- Phù hợp với sản xuất hàng loạt

- Có thể đạt được các yêu cầu kỹ thuật, độ nhám bề mặt, đô chính xáccủa phôi cao

- Giảm đáng kể lượng dư và khối lượng gia công, góp phần làm giảmgiá thành sản phẩm

2.2 Xác định dạng sản xuất

2.2.1 Số lượng sản phẩm sản xuất hằng năm

Số chi tiết được sản xuất trong một năm được tính theo công thức Tr 19

[1]:

Trang 15

N=N l m

[

1+ α +β

100

]

N1 : Số lượng sản phẩm cần chế tạo trong một năm theo, chọn N1=5000

m : số lượng chi tiết trong một sản phẩm, m=1

α : Số sản phẩm dự phòng do sai hỏng khi tạo phôi (từ 3 - 6%), chọn α=4%

β : Số sản phẩm dự trù cho hỏng hóc và phế phẩm trong quá trình gia công cơ(từ 5 - 7%), chọn β=6 %

Vậy:

N=N l .m

[

1+ α+ β

]

=5000.1.

[

]

=5005(chitiết /năm)

2.2.2 Khối lượng của chi tiết

Khối lượng của chi tiết được tính theo công thức Q=V γ

Trong đó: Q là khối lượng của chi tiết (kg)

V là thể tích của chi tiết (cm3)

γ là khối lượng riêng của vật liệu (kg/cm3),γ thép=7,852 kg/dm3Thể tích V =0.252676591dm3 , Q=1,984kg

2.2.3 Dạng sản xuất của chi tiết

Dựa vào số lượng sản xuất hằng năm N=5005 và khối lượng Q=1,984 <4 kg ta xác định được dạng sản xuất là hàng loạt lớn

Trang 16

CHƯƠNG III THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG

3.1 Mục đích

Xác định trình tự gia công hợp lý đảm bảo độ chính xác kích thước, vị trí tương quan, sai lệch hình học, độ nhám, độ bóng bề mặt theo yêu cầu chế tạo

3.2 Nội dung

Chọn phương pháp gia công các bề mặt phôi Các thiết bị sử dụng như máy phay, tiện và mài

Chuẩn bị công nghệ và sơ đồ gá đặt Chọn trình tự gia công các bề mặt

3.3 Phương án gia công

Hình 3.1 Các bề mặt của chi tiết gia công Bảng 3.1: So sánh các phương án gia công

Nguyên

1 Khỏa mặt và khoan tâm 1 Khỏa mặt và khoan tâm 1

2 Khỏa mặt và khoan tâm 9 Tiện thô 3, 4, 5; tiện tinh 3, 4; vát mép 2

3 Tiện thô 5, 6, 7 Khỏa mặt và khoan tâm 9

4 Tiện thô 3, 4 Tiện thô 6, 7; tiện tinh 6, 7; vát mép 8

5 Tiện tinh 3, 4; vát mép 2 Phay lỗ 10, 11

6 Tiện tinh 6, 7; vát mép 8 Nhiệt luyện

Trang 17

10 Kiểm tra

Để phù hợp với sản xuất hàng loạt cỡ LỚN nên chọn phương án 1 với kiểuphân tán nguyên công

3.4 Thiết kế nguyên công

3.4.1 Nguyên công 1: Khỏa mặt và khoan tâm 1

Bảng 3.2: Thiết kế nguyên công 1

Định vị Chi tiết được định vị bằng mâp cặp 3 chấu tự định tâm

Kẹp chặt Kẹp chặt nhờ lực siết của mâm cặp 3 chấu tự định tâm

Chọn máy Máy tiện

Chọn dao Chọn dao tiện của hãng Mitsubishi (DCLNL1616H09) có góc

nghiêng chính 950, gắn mảnh dao tiện (CNMG09T308-MS)

Gá 2 Khoang tâm mặt 1Dụng cụ kiểm tra Đồng hồ so

Hình 3.2: Sơ đồ lắp đặt nguyên công 1 (khỏa mặt)

Trang 18

Hình 3.3: Sơ đồ lắp đặt nguyên công 1 (Khoan tâm)

3.4.2 Nguyên công 2: Khỏa mặt và khoan tâm mặt 9

Kẹp chặt Kẹp chặt nhờ lực siết của mâm cặp 3 chấu tự định tâm

Chọn máy Máy tiện

Gá 2 Khoang tâm mặt 9Dụng cụ kiểm tra Đồng hồ so

Hình 3.4: Sơ đồ lắp đặt nguyên công 3 (khỏa mặt)

Trang 19

Hình 3.5: Sơ đồ lắp đặt nguyên công 2 (Khoan tâm)

3.4.3 Nguyên công 3: Tiện thô 5, 6, 7

Kẹp chặt Kẹp chặt nhờ lực siết của mâm cặp 3 chấu và 1 mũi chống tâm

Lần gá

Bước 1: Tiện thô Ø64 l = 262 mmBước 2: Tiện thô Ø58 l = 158 mmBước 3: Tiện thô Ø40 l = 52 mmDụng cụ kiểm tra Thước kẹp

Trang 20

Hình 3.6: Sơ đồ gá đặt nguyên công 3

3.4.4 Nguyên công 4: Tiện thô 3, 4

Chọn dao

Chọn dao tiện của hãng Mitsubishi (DCLNL1616H09) có góc nghiêng chính 950, gắn mảnh dao tiện (CNMG09T308-MS)(http://www.mitsubishicarbide.net/mhg/enuk/

external_turning_tools/10000027/20054132)Lần gá Bước 1: Tiện thô Ø56 l = 160 mm

Trang 21

Bước 2: Tiện thô Ø40 l = 48 mm

3.4.5 Nguyên công 5: Tiện tinh 3, 4 và vát mép 2

Trang 22

Bước 2: Tiện tinh Ø40 l = 48 mm

3.4.6 Nguyên công 6: Tiện tinh 6, 7 và vát mép 8

nghiêng chính 950, gắn mảnh dao tiện (CNMG09T308-MS)Lần gá Bước 1: Tiện tinh Ø58 l = 106 mm

Trang 23

Bước x: Tiện tinh Ø40 l = 52 mmDụng cụ kiểm tra Thước kẹp

3.4.7 Nguyên công 7: Phay then

Yêu

Cách thực hiện

Trang 24

3.4.8 Nguyên công 8: Nhiệt luyện

Để nâng cao độ cứng và tính chống mài mòn của trục đồng thời khử ứng suất

dư, ta sử dụng biện pháp thường hóa

3.4.9 Nguyên công 9: Mài

Trang 25

Yêu cầu Cách thực hiện

Định vị Chi tiết được định vị bằng vấu kẹp

Kẹp chặt Kẹp chặt nhờ lực siết vấu kẹp

Chọn máy Sử dụng máy mài

Chọn đá mài Sử dụng đá mài  phôphin thẳng Bảng 4.93 Tr 432 TL2

Lần gá Gá 1: Mài mặt 3

Gá 2: Mài mặt 7Kiểm tra Đồng hồ xo

Hình 3.11: Sơ đồ gá đặt

3.4.10 Nguyên công 10: Kiểm tra

Trang 26

CHƯƠNG IV XÁC ĐỊNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG

4.1 Xác định lượng dư gia công trung gian bằng phương pháp tính toán phân tích

4.1.1 Xác định lượng dư trung gian cho mặt 3 (∅ 40 0.0020.003¿

Quá trình gia công mặt 3 được thực hiện quá các nguyên công tiện thô, tiện tinh

Độ nhám bề mặt Ra = 1.25 m

Vật liệu thép 50 thường hóa

4.1.2 Công thức tính lượng dư

Bề mặt cần tính đối xứng ngoài, áp dụng công thức 3-2 Tr 226 TL3:

Trong đó:

Zmin (m) – Lượng dư gia công nhỏ nhất;

Rz (m) – Chiều cao nhấp nhô tế vi do bước công nghệ sát trước để lại;hi-1 (m) – Chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt do bước công nghệ sát trước đểlại;

∆❑ i−1 (m) – Tổng sai lệch vị trí trong không gian do bước công nghệ sáttrước để lại;

i (m) – Sai số gá đặt chi tiết ở bước công nghệ đang thực hiện

Trang 27

4.1.2 Tính lượng dư cho bước công nghệ phôi

Tra Bảng 3.60 Tr 233 TL3 có Rz = 100 (m), h = 75 (m) ở bước Phôi cán

Chi tiết được gá trên mũi tâm, nên sai lệch gá đặt theo phương hướng kính

trong trường hợp này có thể được coi bằng 0, vậy  = 0.

Tổng sai lệch không gian khi gia công trên mũi tâm được xác định theo côngthức 3.15 Tr 230 TL3:

Trang 28

Trong đó:

Tiện thô: Kchx = 0,06 – Hệ số chính xác; bảng 3.88 tr 245Tiện tinh: Kchx = 0,04 – Hệ số chính xác; bảng 3.88 tr 245

ph = 204,251 – Độ cong của phôi

Vậy sai lệch không gian còn lại của phôi:

Tiện thô:  tth = 0,06.204,251 = 12,255 (m)

Tiện tinh:  tt = 0,04.204,251 = 8,17 (m)

Chi tiết được gá trên mũi tâm nên  = 0

Nguyên công tiện thô:

Thay vào CT (4.1), ta có:

2Z min=2[(100+75)+

√

=> 2Z min=758,502 (m)

Nguyên công tiện tinh:

Tra Bảng 3.84 Tr 242 TL3 sau tiện thô có Rz = 50 (m), h = 50 (m)

Thay vào CT (4.1) ĐA, ta có: 2Z min=2[(50+50)+

√

=> 2Z min=224,51 (m)

Bảng 4.2: Các thông số trong công thức cho các bước công nghệ

Bước công nghệ  (m) K chx c.l (m) 2.Z min (m)

Trang 29

4.1.5 Lượng dư giới hạn

Bảng 4.5: Lượng dư giới hạn

Tiêu đề	Đồ án công nghệ chế tạo máy (cn529) thiết kế qui trình công nghệ gia công chi tiết trục bậc hộp giảm tốc
Tác giả	Huỳnh Võ Hiếu, Lê Thành Nhân
Người hướng dẫn	ThS. Nguyễn Văn Trí
Trường học	Trường Đại Học Cần Thơ
Chuyên ngành	Cơ Khí Chế Tạo Máy
Thể loại	Đồ án
Năm xuất bản	2021
Thành phố	Cần Thơ

Định dạng
Số trang	58
Dung lượng	599,69 KB