đồ án ''''tính toán thiết kế quy trình công nghệ gia công trục hộp giảm tốc''''

Muốn thực hiện được điều đó một trong những ngành cần quan tâm phát triển nhất đó là ngành cơ khí chế tạo máy vì ngành cơ khí chế tạo máy đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất ra c

Lời nói đầu

Hiện nay khoa học kỹ thuật đang phát triển như vũ bão, mang lại những lợi ích cho con người về tất cả nhữnh lĩnh vực tinh thần và vật chất Để nâng cao đời sống nhân dân, để hoà nhập vào sự phát triển chung của các nước trong khu vực cũng như trên thế giới Đảng và Nhà nước ta đã đề ra những mục tiêu trong những năm tới là nước công nghiệp hoá hiện đại hoá

Muốn thực hiện được điều đó một trong những ngành cần quan tâm phát triển nhất đó là ngành cơ khí chế tạo máy vì ngành cơ khí chế tạo máy đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất ra các thiết bị công cụ cho mọi ngành kinh tế quốc dân Để thực hiện việc phát triển ngành cơ khí cần đẩy mạnh đào tạo đội ngũ cán bộ kỹ thuật có trình độ chuyên môn cao, đồng thời phải đáp ứng được các yêu cầu của công nghệ tiên tiến, công nghệ tự động hoá theo dây truyền trong sản xuất

Nhằm thực hiện mục tiêu đó, chúng Em là sinh viên trường Cao Đẳng Hoá Chất nói riêng và những sinh viên của các trường kỹ thuật nói chung trong cả nước luôn cố gắng phấn đấu trong học tập và rèn luyện, trau dồi những kiến thức đã được dạy trong trường để sau khi ra trường có thể đóng góp một phần trí tuệ và sức lực của mình vào công cuộc đổi mới của đất nước trong thế kỷ mới Sau một thời gian học môn công nghệ chế tạo máy, Em đã được thầy giáo Lê Quang Vinh giao cho đề tài tính toán thiết kế quy trình công nghệ gia công Trục hộp giảm tốc Đây là một chi tiết quan trọng trong hộp giảm tốc.

Qua đề tài này Em đã tổng hợp được nhiều kiến thức chuyên môn, giúp Em hiểu rõ hơn những công việc của một người thiết kế quy trình công nghệ Xong với những hiểu biết còn hạn chế cùng với kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên

đề tài của Em không tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong được sự chỉ bảo của các Thầy Cô giáo trong khoa để đề tài của Em được hoàn thiện hơn

Cuối cùng Em xin chân thành cảm ơn sự quan tâm chỉ bảo của các Thầy Cô trong khoa Cơ Khí trường Cao Đẳng Hoá Chất và đặc biệt là sự hướng dẫn tận

tình của thầy giáo Lê Quang Vinh

Ngày 20 tháng 03 năm 2009 Sinh viên

Trần Công

Mục lục

1 Phần I: Phân tích chi tiết gia công

2 Phần II: Xác định dạng sản xuất

3 Phần III : Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi

4 Phần IV : Thiết kế quy trình công nghệ

5 Phần V : Tra lượng dư 6 Phần VI : Thiết lập bản vẽ lồng phôi 7 Phần VII: Thiết kế nguyên công 8 Phần VIII: Tính thời gian gia công cho các nguyên công 9 Phần IX : Tính toán thiết kế đồ gá cho một nguyên công

Tài liệu tham khảo

1 Sổ tay công nghệ chế tạo máy T1+T2+T3– Nguyễn Đắc Lộc – NXB khoa học kỹ thuật Hà nội 2003

2 Bài giảng công nghệ chế tạo máy – Khoa cơ khí –Bộ môn Công Nghệ Chế Tạo Máy – Trường đại học KTCN Thái Nguyên

3 Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy – Trần Văn Địch – NXB khoa học và kĩ thuật

Hà Nội 1999

4 Atlas Đồ gá - Trần Văn Địch – NXB khoa học và kĩ thuật – Hà Nội 2004

Phần I

Phân tích chức năng làm việc việc của chi tiết

1.1 Phân tích tính năng ,điều kiện làm việc ,đặc điểm của chi tiết gia công.

 Chi tiết có bề mặt cơ bản phải gia công là các mặt tròn xoay

 Trên bề mặt chi tiết phải gia công các rãnh then để lắp ghép

 Chi tiết thuộc dạng họ trục

1.2 Phân tích yêu cầu kĩ thuật,và chọn biện pháp gia công lần cuối.

 Để đảm bảo độ đồng tâm giữa các bậc trục ỉ65-0.1 , ỉ 70-0.1 , ỉ 65-0.1 , ỉ 60+0.1 ,ta chọn chuẩn tinh thông nhất cho phù hợp

 Với 2 đoạn trục ỉ 65-0.1 ,Ra = 0,63,có nhiều biện pháp để gia công,do yêu cầu kĩ thuật

ta chọn biện pháp gia công tinh lần cuối là mài

 Với đoạn trục ỉ 70-0.1 ,Ra = 0,63,để đạt độ chính xác và độ nhám yêu cầu ta chọn biện pháp gia công tinh lần cuối là mài

 Với đoạn trục ỉ 60+0.1 để đạt độ chính xác và độ nhám yêu cầu ta chọn biện pháp gia công tinh lần cuối là mài

 để đạt độ chính xác và độ nhám yêu cầu ta chọn biện pháp gia công tinh lần cuối là mài

 Với 2 rãnh then nhỏ ,Ra = 5 ta có thể gia công trên các máy phay vạn năng

1.3 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu.

 Các bề mặt trục có thể tiện bằng phương pháp tiện thông thường,sau đó dùng phương pháp mài để đạt độ chính xác yêu cầu

 Trục có thể được gia công trên các máy tiện ,có thể gia công bằng nhiều dao cùng một lúc.Trục vẫn đảm bảo 1  10

d nên độ cứng vững của trục vẫn được đảm bảo

*Kết luận: Vậy kết cấu của trục hợp lý ,phù hợp với điều kiện làm việc và ác yêu cầu kĩ

thuật hoàn toàn có thể đạt được

Phần II

Xác định dạng sản xuất

2.1 ý nghĩa của việc xác định dạng sản xuất

 Dạng sản xuất là một kháI niệm đặc trưng mang tính tổng hợp,việc xác định dạng sản xuất hợp lý giúp cho sản xuất hợp lý đường lối,biện pháp công nghệ và tổ chức sản xuất chế tạo ra sản phẩm đạt chỉ tiêu kinh tế và kĩ thuật

Để xác định dạng sản xuất hợp lý người ta căn cứ vào các chỉ tiêu:

+ Sản lượng cơ khí hàng năm của chi tiết (ct/n)

+ Trọng lượng của chi tiết (kg)

2.2 Xác định dạng sản xuất.

a) Sản lượng hàng năm của chi tiết gia công.

Sản lượng hàng năm của chi tiết gia công được xác định theo công thức 1[12] thiết kế đồ

án CNCTM

N=N1.m.(1+ 100 )

Trong đó: N - Số chi tiết được sản xuất trong một năm (ct/n)

N1- Số sản phẩm được sản xuất trong một năm (ct/n)

( N1 = 8000 (ct/n))

m - Số chi tiết trong một sản phẩm (m =1ct)

 -Số phần trăm chi tiết dự phòng hư hỏng do chế tạo

 - Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ (tính cho 100ct)

Chọn    = 3(%)

N = 8000.1.(1+

100

6) = 8480 (ct/n)

b) Xác định trọng lượng của chi tiết

Trọng lượng của chi tiêt được xác định theo công thức:

Q1= V  (kg)

Trong đó: Q - Trọng lượng của chi tiết (kg)

V - Thể tích của chi tiết (dm3)

 - Trọng lượng riêng của vật liệu (kg/dm3)

Với thép  =7,852 (kg/dm3)

Ta có: V = VĐ-VR-2VV

VĐ - Thể tích của trụ đặc

VR - Thể tích của trụ rỗng

VV - Thể tích để chống mũi tâm

Từ bản vẽ và các số liệu ta tính được V = 0,575 (dm3)

*Vậy Q1 = 0,5757,852 = 4,51 (kg)

Dựa vào bảng 2- hướng dẫn TKDA CNCTM.Sản lượng hàng năm của chi tiết là: 8480 >

5000 => Đây là dạng sản xuất hàng khối

Phần iii

Chọn phôI và phương pháp chế tạo phôi

 Loại phôi được xác định theo kết cấu của chi tiết,vật liệu ,điều kiện dạng sản xuất và điều kiện sản xuất cụ thể của từng nhà máy xí nghiệp

lanh piston

 Ưu điểm :giá thành rẻ,dễ tìm

 Nhược : lượng kim loại hớt đi lớn

 Ưu điểm: giá thành hạ do không phải chế tạo khuôn dập

 Nhượcđiểm: dùng trong sản xuất đơn chiếc loạt nhỏ vì phôi có độ chính xác khôngcao,sản lượng phôi ít

Với chi tiết đã cho dựa vào kết cấu và sản lượng hàng năm ta chọn phôi là phôi dập

Phần IV

LậP PHƯƠNG áN công nghệ GIA CÔNG CHI TIếT

4.1 Chọn chuẩn

4.1.1 Yêu cầu chung khi chọn chuẩn

 Đảm bảo chất lượng chi tiết máy trong suốt quá trình gia công

 Đảm bảo năng suất cao và giá thành hạ

4.1.2 Nguyên tắc chung khi chọn chuẩn

 Chọn chuẩn phải xuất phát từ nguyên tắc 6 điểm, để khống chế hết số bậc tự do cầnthiết 1 cách hợp lý tránh hiện tượng siêu định vị và thiếu định vị,một số trường hợptránh thừa định vị không cần thiết

 Chọn chuẩn sao cho không bị lực cắt ,lực kẹp làm biến dạng chi tiết gia công quánhiều đồng thời lực kẹp phải nhỏ để giảm sức lao động cho công nhân

 Chọn chuẩn sao cho kết cấu đồ gá phải đơn giản,sử dụng thuận lợi nhất và phù hợpvới từng loại hình sản xuất

4.2 Chọn chuẩn tinh.

4.2.1 Yêu cầu khi chon chuẩn tinh.

 Chọn chuẩn tinh đảm bảo yêu cầu phân bố đủ lượng dư cho các bề mặt sẽ gia công

 Chọn chuẩn tinh phải đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan giữa các bề mặt giacông với nhau

4.2.2 Lời khuyên khi chọn chuẩn tinh.

 Nên chọn chuẩn tinh sao cho tính trùng chuẩn càng cao càng tốt,nếu chọn được nhưvậy sẽ giảm sai số tích luỹ

 Nên chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính Nếu chọn được như vậy vị trí của chi tiếtgia công tương tự như khi làm việc và thông số đạt được khi gia công phù hợp với

thông số làm việc của chi tiết tức là các yếu tố này đạt được 1 cách trực tiếp sẽ cho độchính xác cao nhất

 Nên chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh thống nhất, chuẩn tinh thống nhất là chuẩn tinhđược sử dụng ở nhiều nguyên công của quá trình công nghệ.Nếu chọn được như vậy

sẽ giảm chi phí thiết kế,chế tạo đồ gá

4.3 Phương án công nghệ gia công chi tiết.

 Do là dạng sản xuất hàng khối nên ta chọn phương pháp gia công nhiều vị trí, nhiều dao, gia công song song

 Dùng các máy tiện vạn năng với các đồ gá chuyên dùng để gia công

 Để gia công 2 rãnh then ta dùng phương pháp gia công trên máy phay (gia công thô rồi gia công tinh)

 Tiện mặt trụ ngoài đạt độ bóng Ra=8 thì ta gia công trên máy tiện bán tự động 1A730 nhiều dao,một trục chính,(tiện thô sau đó tiện tinh)

 Hai cổ trục làm việc được tôi cao tần (đạt HB =200)

 Gia công 2 lỗ tâm dùng làm chuẩn định vị

 Các cổ trục được mài thô sau đó mài tinh

 Thứ tự các nguyên công:

1 Làm phôi (phôi ở đâylà phôi dập nóng trong khuôn kín)

2 Làm sạch

3 Khoả mặt đầu và khoan tâm

4 Tiện thô nửa trục

5 Tiện thô nửa trục còn lại

6 Tiện tinh nửa trục

7 Tiện tinh nửa trục còn lại

8 Phay rãnh then

9 Nhiệt luyện

10 Mài

11 Tổng kiểm tra

PHầN V

TíNH LƯợng dư gia công và tra lượng dư cho các nguyên

công còn lại.

5.1 Tính lượng dư gia công cho hai mặt đầu.

Khối lượng phôi là 4.51 kg,phôi dập, độ chính xác cấp 2.Dùng thép 40X

Các bước công nghệ: phay thô đồng thời 2 bề mặt,phay tinh đồng thời 2 bề mặt, gá trên máy phay ngang

Vì gia công đồng thời nên sai số gá đặt trong trường hợp này là:gd = 0

Sai số vị trí không gian của phôi được xác định theo công thức sau đây:

 = c=k.L Với L - Là đường kính lớn nhất của mặt đầu(L=65)

k - Độ cong vênh giới hạn

Mà theo bảng 15 TKĐA CNCTM

k

 = 1Vậy sai số vị trí không gian cuả phôi là: c= 165 = 65

2Zi min = 2(10 + 15 + 65)

2Zi min = 180m

Vậy lượng dư tổng cộng là: Za max= 930 + 180 = 1110m

5.2 Lượng dư của phôi dập nóng

 Đối với kích thước L = 179.9mm, và các kích thước đường kính ta chọn lượng dư chophôi như sau:

 Lượng dư cho chiều dài a = 2mm

 Lượng dư hướng kính tại mỗi cổ trục là a=2,5mm

5.3 Lượng dư cho từng nguyên công

 Đối với ỉ60, ta chọn lượng dư cho từng nguyên công như sau:

 Khi tiện tinh ta chọn lượng dư về một phía là 0,5mm

 Khi tiện thô ta lấy lượng dư bằng lượng dư của phôI về một phía a = 2,5mm

 Khi mài ta chọn lượng dư về một phía a = 0,3mm

 Đối với ỉ65, ta chọn lượng dư cho từng nguyên công như sau:

 Khi mài ta lấy lưọng dư về một phía a=0,3mm

 Khi tiện tinh ta lấy lượng dư về một phía a=0,3 + 0,5 =0,8mm

 Khi tiện tinh ta lấy lượng dư a = 2,5 mm

 Đối với ỉ70 ta chọn lượng dư như sau

 Khi tiện tinh ta chọn lượng dư về một phía a=0,5mm

 Khi tiện thô ta lấy lượng dư bằng lượng dư của phôI, về một phía a= 2,5mm

Thiết kế nguyên công

 Do trục làm việc chịu tải trọng dùng để đỡ chi tiết quay Trong trường hợp này trục được lắp trong hộp giảm tốc, trên trục có lắp các bánh răng ăn khớp để thay đổi tốc độcho động cơ Trục cùng một lúc tiếp nhận đồng thời cả mômen uốn và mômen xoắn Trục luôn quay do đó trục cần phải có đủ độ bền và độ cứng vững, độ ổn định dao động của trục

 Do đó sau khi chọn phôi ta tiến hành nhiệt luyện để tăng độ cứng cho trục ( tôi cải thiện) đảm bảo cho trục đạt được HB = 200

 Trong sản xuất loạt lớn hàng khối, việc khoả mặt đầu và khoan lỗ tâm được thực hiện trong cùng nguyên công

 Định vị: Chi tiết gia công được định vị trên hai khối V ngắn, chuyển động dọc trụcđược khống chế bằng chốt tỳ áp vào mặt đầu của bậc trục để phay xong cả hai mặtđầu của trục bằng hai dao, rồi chi tiết được bàn máy dịch chuyển tới vị trí khoan

 Chi tiết được khống chế năm bậc tự do:

 Quay quanh Oy, tịnh tiến theo Oy,quay quanh Oz, tịnh tiến theo Oz, tịnh tiến theo Ox

 Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng khối V kẹp chặt

 Chọn máy: Máy phay – Khoan MP71M

 Công suất của động cơ phay :7,5 KW

 Công suất của động cơ khoan:2,2KW

 Kích thước cần đạt được là 179,9mm,chọn dao cắt:dao phay mặt đầu T15K6 có các thông số D=80mm , Z=5 răng

 Chế độ cắt:

 Gia công mặt đầu chọn Z=2mm

Bảng 5-125, ta chọn bước tiến dao Sz=0,13 mm/răng

 Lượng chạy dao vòng So=0,135 =0.65 mm/vòng

Bảng 5-126, ta chọn Vb=300m/phút (Sổ tay CNCTM2)

 Các hệ số hiệu chỉnh:

 Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công K1=0,9 Bảng 5.3

 Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt K2=0,8 Bảng 5.5

 Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao K3=1 Bảng 5.7

 Như vậy tốc độ tính toán là: Vt=K1.K2.K3= 0.90.81300 = 216 (m/phút)

 Lượng chạy dao phút và lượng chạy dao răng thực tế của máy là

Sm = Sz.Z.n = 0,135712 = 427 (mm/phút)

 Theo máy chọn Sm =300 (mm/phút) Vậy:

Sz thực tế =5300712

 = 0,08 (mm/răng)

 Chọn mũi khoan tâm đuôi trụ làm bằng vật liệu T15K6 có d=8mm, L=32mm,

 Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt K2=0,8 bảng 5.5 Sổ tay CNCTM 2

 Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao K3=1 bảng 5.7 Sổ tay CNCTM 2

 Như vậy tốc độ tính toán VT =VB.K1.K2.K3 =0.90.8132 =23,04 m/phút

 Số vòng quay của trục chính:

nt =

8 14 3

04 23 1000

 Chi tiết được định vị trên hai mũi tâm: một mũi tâm xoay,và một mũi tâm mềm

 Chi tiết quay nhờ tốc (đòng thời tốc cũng chống xoay cho chi tiết)

 Máy tiện chép hình thuỷ lực 1712

 Thông số kĩ thuật của máy tiện 1712:

 Đường kính gia công lớn nhất Dmax=400

Số cấp tốc độ trục chính 11

 Giới hạn vòng quay trục chính 125- 1250

 Công suất động cơ 22Kw

 Điều kiện cần đạt được ỉ60.78+0.1

 Chọn dụng cụ cắt: Chọn dao tiện thân cong có góc nghiêng 90o, vật liệu

T15K6 Theo bảng 4-6 Sổ tay CNCTM 1, ta chọn kích thước của dao như sau:

 Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công K1=0,9, bảng 5.3 sổ tay CNCTM 2

 Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt K2=0,8, bảng 5.5 sổ tay CNCTM 2

 Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao K3=1, bảng 5.7 sổ tay CNCTM 2

 Chọn dụng cụ cắt: Chọn dao tiện thân cong có góc nghiêng 90o, vật liệu T15K6

Theo bảng 4-6 Sổ tay CNCTM 1, ta chọn kích thước của dao như sau:

H=16, B=10,L=100, l=40,  60o, n=4, l=10, r = 0.5

 Chế độ cắt thô ỉ65.78- 0.1, chọn chiều sâu cắt t=2.61 mm

Bảng 5-60, ta chọn bước tiến dao S = 0,35 mm/vòng

Bảng 5-63, ta chọ tốc độ cắt Vb =62 m/phút

 Các hệ số hiệu chỉnh

 Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công K1=0,9, bảng 5.3 sổ tay CNCTM 2

 Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt K2=0,8, bảng 5.5 sổ tay CNCTM 2

 Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao K3=1, bảng 5.7 sổ tay CNCTM 2

Vtt=

1000

200 28 14

.

= 17,58 (m/phút)

 Theo máy chọn S= 0,36 (m/vòng)

 Định vị: Chi tiết được định vị trên hai mũi tâm, dùng tốc kẹp để khống chế quay và truyền mômen quay chi tiết

1 Chọn máy: Máy tiện chép hình thuỷ lực 1712.

 Thông số kĩ thuật của máy tiện 1712:

 Đường kính gia công lớn nhất Dmax=400

 Khoảng cách giữa hai mũi tâm

 Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết K1=0,9, bảng 5.3 sổ tay CNCTM 1

 Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt K2=0,8, bảng 5.5 sổ tay CNCTM 1

 Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao K3=1, bảng 5.7 sổ tay CNCTM 1

 Vậy vận tốc tính toán là:

Vtt=Vb K1.K2.K3 = 44,64 (m/p)

 Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết K1=0,9, bảng 5.3 sổ tay CNCTM 1

 Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt K2=0,8 bảng 5.5 sổ tay CNCTM 1

 Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao K3=1, bảng 5.7 sổ tay CNCTM 1

 Chi tiết được định vị bằng hai mũi tâm hai đầu, một đầu chống xoay bằng cách lắp thêm một cái tốc tiện

 Sơ đồ gá đặt: