đề tài lập quy trình công nghệ gia công chi tiết “ BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG”

MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU.PHẦN 1: PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC, TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CỦA CHI TIẾT VÀXÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT.. Đây là một trong những ngành có vai trò quan trọng trong vi

MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU.

PHẦN 1: PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC, TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CỦA CHI TIẾT VÀXÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT.

1 Phân tích chức năng làm việc của chi tiết.

2 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết.

1 Nguyên công 1: Tạo phôi bằng cách dập nóng.

2 Nguyên công 2: Tiện bề mặt A,vát mép lỗ, tiện lỗ 20.

3 Nguyên công 3: Tiện bề mặt B,vát mép lỗ,

4 Nguyên công 4: Chuốt lỗ ∅20

5 Nguyên công 5: Vát mép vành răng, tiện mặt trụ ngoài.

6 Nguyên công 6: Chuốt rãnh then.

7 Nguyên công 7: Phay răng.

8 Nguyên công 8: Nhiệt luyện bánh răng.

9 Nguyên công 9: Gia công tinh bánh răng – Mài răng

10 Nguyên công 10: Tổng kiểm tra.

KẾT LUẬN.

TÀI LIỆU THAM KHẢO.

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay ở nước ta đang trên đà phát triển tiến tới công nghiệp hóa- hiện đại hóa.

Để thực hiện tốt mục tiêu đó, nước ta đã tập trung một số ngành công nghiệp, trong đó

có ngành công nghiệp chế tạo máy Đây là một trong những ngành có vai trò quan trọng trong việc phát triển của đất nước, bởi vì vậy việc thiết kế đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là một nhiệm vụ quan trong của học sinh, sinh viên trong các trường

kỹ thuật Nó giúp hệ thống lại kiến thức bài giảng, không chỉ môn học công nghệ chế tạo máy mà người làm đồ án phải nắm vững các môn học khác, từ các bài tập thực hành, hình thành cho họ một khả năng làm việc độc lập, làm quen với thực tế trước khi

ra trường.

Đồ án công nghệ chế tạo máy là một bài tập tổng hợp, vì vậy học sinh, sinh viên

sẽ có điều kiện hoàn thiện khả năng sử dụng tài liệu phối hợp với các kiến thức được trang bị trong các môn học liên quan, để thiết lập các phương án tốt nhất ứng với các điều kiện sản xuất cụ thể.

Sau khi học xong tất cả các môn lý thuyết và một số môn thực hành, kết hợp với những kiến thức đã học ở xưởng trường, em đã được nhà trường cũng như thầy

Nguyễn Trọng Mai giao và hướng dẫn đồ án với đề tài : “ BÁNH RĂNG TRỤ

RĂNG THẲNG” Đây là một chi tiết ứng dụng nhiều trong thực tế Việc làm đồ án công nghệ chế tạo máy giúp em tổng hợp, củng cố toàn bộ những kiến thức đã học trong chương trình đào tạo của nhà trường Để trang bị cho em một nền tảng kiến thức chuyên ngành công nghệ chế tạo máy, tạo điều kiện cho em khi ra trường có một kiến thức nhất định để có thể đáp ứng được yêu cầu sản xuất của thực tế Trong suốt quá trình thiết kế, em được sự hướng dẫn tận tình của các thầy cô giáo và đặc biệt là thầy

giáo Nguyễn Trọng Mai là người trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ em làm đồ án, cùng

với những ý kiến đóng góp của bạn bè, sự cố gắng của bản thân em đã hoàn thành đồ

án chuyên ngành Công Nghệ Chế Tạo Máy của mình với đề tài lập quy trình công nghệ gia công chi tiết: “ BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG” Song do khả năng và kiến thức còn hạn chế, khối lượng công việc lớn, đòi hỏi sự tổng hợp của tất cả các kiến thức trong suốt quá trình học Nên trong quá trình thiết kế không thể tránh khỏi những sai sót Vậy em rất mong sự tham gia đóng góp ý kiến của các thầy cô và bạn bè

để đề tài em được hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng 12 năm 2014 Sinh viên

Quách Đình Chiến

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn.

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Hà Nội ngày tháng 12 năm 2014 Giáo viên hướng dẫn

PHẦN 1: PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC, TÍNH CễNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CỦA CHI TIẾT VÀ XÁC ĐỊNH

DẠNG SẢN XUẤT.

I : PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT

1 Tính năng sử dụng, điều kiện làm việc của chi tiết bánh răng:

Bánh răng trụ răng thẳng đợc dùng để truyền chuyển động quay giữa haitrục song với nhau Các bánh răng thờng làm việc trong môi trờng chịu tảitrọng lớn, chiu áp lực cao Với chi tiết bánh răng đợc giao đợc chế tạo từ thépC45, đây là bánh răng làm việc trong môi trờng chịu tải trọng trung bình

2 Phân tích yêu cầu kỹ thuật chi tiết bánh răng:

 Độ không đồng tâm giữa mặt lỗ và đờng tròn cơ sở nằm trong khoảng 0.05 –0.1

 Độ đảo hớng kính của vòng chia với Ф20< 0.03

 Độ không vuông góc giữa mặt đầu và đờng tâm lỗ nằm trong khoảng 0.015(mm) / 100 mm đờng kính

0.01- Độ chính xác kích thớc lỗ đạt cấp 7

 Nhám bề mặt răng Ra=3.2

 Độ cứng bề mặt đạt 35 HRC

 Cấp chính xác của bánh răng đạt cấp 7

Trong chế tạo bánh răng ta có 4 chỉ tiêu để đánh giá độ chính xác:

 Đối với mặt đầu dùng phơng pháp tiện bán tinh để Rz20

 Mặt lỗ ta tiến hành chuốt để đạt Ra1.25

II: TÍNH CễNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CỦA BÁNH RĂNG

CễN RĂNG THẲNG.

Tính công nghệ trong kết cấu là một tính chất của sản phẩm nhằm đảmbảo chất lợng, tiêu hao kim loại là ít nhất, khối lợng gia công và lắp ráp là ítnhất, giá thành sản phẩm hạ nhất trong một điều kiện sản xuất nhất định.

 Ưu điểm trong kết của bánh răng:

- Dạng 1: sản xuất đơn chiếc

- Dang 2: sản xuất hàng loạt gồm (loạt nhỏ, loạt vừa và loạt lớn)

N=N1 m ( 1+ α+ β

100 ) , chiếc/nămTrong đó:

 N –Sản lợng cơ khí cần chế tạo

 N1 –Số sản phẩm đợc sản xuất trong 1 năm, N1=5500 chi tiết/năm

 m –Số chi tiết trong 1 sản phẩm , m=1

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

  - Số phần trăm dự phòng h hỏng do mất mát, vận chuyển, bảo quản

Lấy ==3%

Thay vào trên ta có:

N=5500 1(1+3+3

100 ) =5830 chiếc/nămVậy ta lựa chọn phương phỏp sản xuất hàng loạt lớn

* Xỏc định trọng lượng của chi tiết:

Trọng lợng chi tiết đợc xác định theo công thức:

Q1= V. (KG) ) (1)

1 Xác đinh phương pháp chế tạo phôi.

- Vật liệu dùng để chế tạo phôi là thép 45.

- Phương pháp tạo phôi: Do yêu cầu làm việc của chi tiết nên việc chế tạo phôi được tạo từ phương pháp dập nóng trong khuôn kín bằng máy ép thuỷ lực

Lượng dư gia cụng được xỏc định để tạo điều kiện thuận lợi trong việc tớnh toỏnthiết kế ở mỗi nguyờn cụng tiếp theo

Lượng dư được xỏc định hợp lý sẽ giảm giỏ thành chế tạo phụi, giảm thời gian gia cụng và cú ý nghĩa kinh tế rất lớn đối với việc sản xuất

Xỏc định lượng dư gia cụng cú thể bằng kinh nghiệm, tra bảng hay tớnh toỏn chớnh xỏc Vỡ kinh nghiệm sản xuất cũn hạn chế nờn em chọn phương phỏp tớnhlượng dư cho một bề mặt và tra lượng dư cho cỏc bề mặt cũn lại

Để đơn giản và thuận tiện ở đõy em chọn mặt lỗ 20+0.018 đểtớnh lượng dư, bề mặt lỗ 20 dựng để lắp ghộp với moay ơ nờn cần gia cụng chớnh xỏc

Quá trình gia công g m hai bồm hai b ư c là :ti n ớc là :tiện ện thụ và chuốt

Lư ng dợng của chi tiết : Q ư xác định theo công thức :

Lượng của chi tiết : Qng dư khi tiện n thụ đợc xác định theo công thức :

Zmin = RZi - 1 + Ti -1 + √ ρi−12+ ε

i2

( Theo bảng 9 ,sỏch thiết : Qt kết : Q ĐACNCTM )

Trong đó:

RZi - 1: Độ cao nhấp nhô bề mặt ở bớc gia công trớc

Ti -1 : Độ sâu lớp bề mặt khiếm khuyết do bớc gia công trớc để lại

i -1: Tổng sai số không gian của bề mặt tơng quan do bớc gia công trớc để lại Theo bảng 10(sỏch thiết : Qt kết : Q ĐACNCTM)ta có:

Trong đó :clà giỏ trị cong vờnh của lỗ được tớnh theo hai phương hướng kớnh vàhướng trục , được tớnh theo cụng thức :

Như vậy sai lện ch khụng gian tổng cộng là 80 c:

phụi = √17,572+2232 = 223,6μm √D2

−B2

¿ +(0,5 ữ3 )Sai lệch cũn lại sau nguyờn cụng tiện thụ :

εk là sai số kẹp chặt Theo bảng 24 ( thiết kế đồ án CNCTM )

ta có : sai s theo phối l ương hướng kớnh l à 80 c εk1 = 140μm

sai s theo phối l ương hư ng tr c l ớc là :tiện ục là à 80 c εk2 = 120μm

d1= 20,018-0,059=19,959mm

d2=19,959 -0,689=19,27mm

Vậy ta có :

Sau chuốt: dmax=19,27mm; dmin=20mm

Sau khi tiện thô: dmax=19,959mm; dmin=19,959-0,1=19,859mm

Kích thước phôi : dmax=19,27mm; dmin=19,27- 0,6=18,67mm

Dung sai khi chu tốt δ= 21 μm ,ti n thô ện thô δ = 100μm, phôi δ= 600 μm Ta có : Lượng của chi tiết : Qng dư :

100 19,959

0,689 0,589

8Các mặt còn lại tra bảng 3 -103 ( sổ tay CNCTM tập 1 ) ta đợc lợng d gia công là: Z = 2 mm.

Do bề mặt 20là bề mặt quan trọng nhất nờn cỏc kớch thước khỏc cú thể dựng

chung lượng dư.

4 Bản vẽ lồng phụi.

PHẦN 3 : THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT BÁNH RĂNG CÔN RĂNG THẲNG

1 Nguyên công 1 : Tạo phôi bằng cách dập nóng.

Yêu cầu kỹ thuật.

+ Phôi dập xong phải mài sạch ba via, cạnh sắc.

+ Phôi không bị méo, cong vênh, hay nứt lẻ và các khuyết tật khác.

Chi tiết được nung nóng đến nhiệt độ cần thiết khoảng 800 0 C, sau đó được đưa vào khuôn dập và được dập trên máy búa.

Máy búa M210, có đặc tính kỹ thuật sau:

- Động năng va chạm 1600 KGm.

- Khối lượng danh nghĩa của phần rơi : 630 Kg.

- Tốc độ va chạm đầu búa : 80 lần / phút

- Hành trình lớn nhất của đầu búa : 1000 mm.

- Khoảng cách giữa hai trụ 400 mm.

- Khoảng cách từ đe tới nền : 840 mm.

- Áp suất hơi : 6 ¿ 8 atm

- Khối lượng máy không có đế đe : 7360 kg.

- Kích thước phủ bì của máy :

+ Dài : 2000 mm + Rộng : 1280 mm + Cao : 4380 mm Dập trên khuôn kín, chi tiết dập có độ chính xác cao, tiêu tốn kim loại nhỏ hơn, năng suất cao khi hạ thấp tuổi thọ của khuôn và hạn chế hình thù của chi tiết dập

Phôi sau khi dập, do mạng tinh thể của kim loại chưa ổn định, nội lực do máy dập tạo

ra vẫn nằm trong phôi, điều đó sẽ gây khó khăn khi gia công bằng các phương pháp gia công cơ Do đó ta phải ủ để khử nội lực và làm cho mạng tinh thể của kim loại ổn định trở lại.

2, Nguyên công 2 : Tiện mặt A, vát mép lỗ , tiện lỗ 20.

2.1 Sơ đồ nguyên công:

d Máy và dụng cụ cắt:

Máy T616 có N = 4.5kw, η=0 ,75 (Bảng 9.5- sổ tay CNCTM 3)

Dụng cụ: dùng dao vai, dao tiện lỗ gắn mảnh hợp kim cứng T15K6

kích thớc dao 16x25, dao tiện định hình B=25

2.5 Tra chế độ cắt

 Bước 1: Tiện mặt A

* Chiều sâu cắt: t = 1,6 mm

* Bớc tiến: Tra bảng 5 -11 STCNCTM 2

L chiÒu dµi bÒ mÆt gia c«ng (mm)

L1 chiÒu dµi ¨n dao(mm)

 Bước 2 gia công thô lỗ20.

* Chiều sâu cắt ta chọn bằng lượng dư tính toán khi tiện thô : t = 1,2 mm

* Bước tiến: Tra bảng 5.1 SGT sổ tay công nghệ chế tạo máy 2 ta chọn

Kmv: là hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công

Knv: là hệ số phụ thuộc vào bề mặt của vật liệu gia công

Kuv: là hệ số phụ thuộc vào vật liệu làm dụng cụ gia công

L chiều dài bề mặt gia công (mm)

L1 chiều dài ăn dao(mm)

- Tốc độ cắt : Tra bảng 5.63 ta có Vb = 67 m/ph

Kv = k1 *k2 *k3 *k4

- K1 : hệ số điều chỉnh phụ thuộc nhóm và cơ tính

- K2 hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ T của dao

- K3 hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt của phôi

- K4 hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dung dịch trơn nguội

So với công suất máy | N| =10 thì máy đảm bảo an toàn.

 Thời gian gia công

- K1 : hệ số điều chỉnh phụ thuộc nhóm và cơ tính

- K2 hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ T của dao

- K3 hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt của phôi

- K4 hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dung dịch trơn nguội

So với công suất máy N=10 thì máy đảm bảo an toàn.

 Thời gian gia công

Dụng cụ: dùng dao vai gắn mảnh hợp kim cứng T15K6

L chiÒu dµi bÒ mÆt gia c«ng (mm)

L1 chiÒu dµi ¨n dao(mm)

- K1 : hệ số điều chỉnh phụ thuộc nhóm và cơ tính

- K2 hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ T của dao

- K3 hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt của phôi

- K4 hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dung dịch trơn nguội

Tra bảng 5-63 sổ tay CNCTM ta có:

K1= 1,28 K2=1 K3= 0,65 K4= 0,8

 Kv = 0,66

Kv = k1 *k2 *k3 *k4

- K1 : hệ số điều chỉnh phụ thuộc nhóm và cơ tính

- K2 hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ T của dao

- K3 hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt của phôi

- K4 hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dung dịch trơn nguội

T01= 33+5

0,34.400=0.27(phót)

4, Nguyên công 4: Chuốt lỗ 20 ∅20

4.1 Sơ đồ nguyên công :

a.Sơ đồ gá đặt :

Chi tiết được gá trên đồ gá chuyên dùng , định vị bằng mặt đầu đã được gia công đạt cấp chính xác 9

Lỗ 20 gia công đạt cấp chính xác 6

.Chọn máy :

Máy 7Ҕ55, thông số của máy :

- Lực chuốt danh nghĩa : 60 kN

- Tốc độ làm việc : 1.5÷11.5(m/phút)

- Công suất động cơ truyền dẫn chính : 11kW

- Hành trình lớn nhất của con trượt : 1000mm

Chi ti t được gá bằng trục gá đàn hồi , định vị bằng mặt đầu và bề mặt lỗ c h n ch 5 b c t do.ạn chế 5 bậc tự do ậc tự do ự do.

S đ gá đ t :ơ đồ gá đặt : ồi , định vị bằng mặt đầu và bề mặt lỗ ặt đầu và bề mặt lỗ

- Lượng chạy dao: Tra bảng 5-60 STCNCTM2

So với công suất máy | N| =4,3 thì máy đảm bảo an toàn.

 Thời gian gia công

So với công suất máy | N| =4,3 thì máy đảm bảo an toàn.

 Thời gian gia công

6, Nguyên công 6: Chuốt rãnh then.

Chi ti t được gá bằng trục gá đàn hồi , định vị bằng mặt đầu và bề mặt lỗ c gá trên đ gá chuyên dùng trên máy chu t ngang , đ nh v ồi , định vị bằng mặt đầu và bề mặt lỗ ốt ịnh vị bằng mặt đầu và bề mặt lỗ ịnh vị bằng mặt đầu và bề mặt lỗ

vào m t đ u ,khi gá trên máy chu t không c n đ n c c u k p ch t chi ti tặt đầu và bề mặt lỗ ầu và bề mặt lỗ ốt ầu và bề mặt lỗ ơ đồ gá đặt : ấu kẹp chặt chi tiết ẹp chặt chi tiết ặt đầu và bề mặt lỗ trên đ gá.ồi , định vị bằng mặt đầu và bề mặt lỗ

n d

S

Ø76 Ø80

Chi tiết được định vị và kẹp chặt nhờ ống kẹp đàn hồi

c) Chọn máy: Máy phay ZFWZ 250x 2,5.

- Đường kính lớn nhất bánh răng được gia công là: 250

- Mô đuyn lớn nhất của bánh răng dược gia công là 2.5

- Góc côn chia của bánh răng được gia công: 450

- Đường kính dao phay: 80 (mm)

- Công suất động cơ chính: 2,6 (KW)

- Khối lượng máy: 950 (kg)

- Kích thước phủ bì của máy

b,Bước tiến dao: Từ bảng 5.191 và bảng 5.192 SGT sổ tay CNCTM Đối

với thép C45, modun = 2 và công suất máy là 2,6 kw nên ta chọn

wd,nd,Zd : Tốc độ góc, số vòng quay, số răng của dao

wc,nc,Zc : Tốc độ góc, số vòng quay, số răng của bánh răng

Vậy tốc độ quay của chi tiết khi gia công là:

wd,nd,Zd : Tốc độ góc, số vòng quay, số răng của dao.

wc,nc,Zc : Tốc độ góc, số vòng quay, số răng của bánh răng

Vậy tốc độ quay của chi tiết khi gia công là:

L chiều dài bề mặt gia công (mm)

L1 chiều dài ăn dao(mm)

L chiều dài bề mặt gia công (mm)

L1 chiều dài ăn dao(mm)

Nghiệm công suất thấy Ncg< [N]

Vậy máy làm việc đảm bảo an toàn

7, Nguyên công 7: Nhiệt luyên.

Do yêu cầu làm việc, răng phải có độ cứng và bền cần thiết, không chophép có vết nứt vết cháy; biến dạng do nhiệt phải bé, cơ tính phải ổn định trongquá trình làm việc Muốn đạt được những yêu cầu trên, cần phải có chế độ nhiệtluyện thích hợp

1.Bước 1: Thấm than ở thể lỏng.

Được thực hiện trong các lò muối nóng chảy môi trường thân lò muối nóngchảy có chứa SiC hoặc NaCl

Sau khi thấm C chi tiết ta đem nhiệt luyện tôi mọt lần và ram thấp.

Thép được làm nguội ngoài không khí rồi đem nung nóng lại để tôi.

Nhiệt độ tôi trong khoảng 760 ÷ 780 0 C.

Sau khi tôi ta tiến hành ram thấp

Sơ đồ nguyên công.

Lượng chạy dao ngang sau một hành trình kép của bàn máy S n =0,0024mm

Tốc độ của chi tiết V ct =30 (vg/ph).

Trong đó

L là chiểu dài lỗ cần mài L=18mm.

h là chiều sâu mài h=0,1mm.

n là tốc độ quay của chi tiết.

S là lượng chay dao dọc Sc=0.5.

t là lượng di chuyển dao ngang t=0,0045mm

9, Nguyên công 9: Tổng kiểm tra

9.1 Kiểm tra profin của răng

9.1.1 Sơ đồ nguyên công.

kt profin rang

ki?m tra kho?ng d?ch ch?nh rang

9.1.2 Phân tích nguyên công.

a Nguyên nhân gây ra sai số.

- Sai số do thiết kế, chế tạo và do dụng cụ cắt bị mòn

- Sai số do chế tạo, lắp ráp và trạng thái mòn của máy như các loại sai sốhình học, sai số động học và độ cứng vững sinh ra

- Sai số do gá đặt chi tiết và dao sinh ra

- Sai số do điều chỉnh máy sinh ra.

Tuỳ theo điều kiện sử dụng và nhiệm vụ chính của bánh răng khi làm việc,người ta có thể kiểm tra bánh răng theo các yêu cầu sau đây

Ở đây ta cần kiểm tra độ chính xác ổn định khi làm việc của bánh răngvới tải trọng lớn Yêu cầu về khe hở mặt bên phải xét đến khi bánh răng làmviệc với cả hai chiều

9.2 Kiểm tra dao động khoảng pháp tuyến chung.

9.2.1 Sơ đồ nguyên công.