Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết bánh răng Z34/40×2

Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết bánh răng Z34/40×2 có kèm theo bản thuyết minh+ bản vẽ quy trình công nghệ, bản vẽ chi tiết và bản vẽ đồ gá,

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

L i núi đ u ời núi đầu ầu

Trong công cuộc xây dựng đất nớc, ngành cơ khí nói riêng và ngành kỹ thuật nóichung - Ngành chế tạo máy là một ngành then chốt trong nền kinh tế quốc dân

Trong chơng trình đào tạo thì công nghệ chế tạo máy là một phần căn bản, nhằm trang bịcho học sinh, sinh viên kiến thức về thiết kế chế tạo các loại máy, các trang bị cơ khí phục

vụ cho công nghiệp Môn học công nghệ chế tạo máy đã truyền đạt các tiêu chuẩn côngnghệ thiết kế và gia công chi tiết Đồ án công nghệ chế tạo máy nhằm hệ thống lại tất cảcác kiến thức đã đợc học trong trờng để áp dụng các kiến thức đã đợc học và thực tiễn vào

đề tài mà mình đợc giao Công việc thiết kế là vận dụng cả một quá trình học tập, thựctiễn và đợc đem tổng hợp lại để áp dụng

Đề tài em đợc giao là : " Thiết kế quy trình công nghệ gia công Bánh răng hộp tốc độ” Đề tài này rất mới mẻ đối với em, nên không tránh khỏi bỡ ngỡ, cùng với lý

thuyết và thực tiễn còn hạn hẹp nên không tránh khỏi sai sót, rất mong sự chỉ bảo của cácthầy, cô, cùng toàn thể các bạn để đề tài của em đợc hoàn thiện hơn

Em xin trân thành cảm ơn sự chỉ bảo và đóng góp ý kiến của các thầy, cô, cùng cácbạn

Sinh viên

Phan Văn Ba

Chơng 1: Phân tích chi tiết gia công.

1.Chức năng làm việc.

Chi tiết bỏnh răng Z34/40ì2 trong hộp tốc độ là một trong những chi tiết đúng vaitrũ quan trọng trong quỏ trỡnh truyền chuyển động và truyền mụ men cắt từ động cơ đếntrục chớnh của mỏy Theo thứ tự cỏc trục trong hộp tốc độ, nú được lắp trờn trục số III củamỏy bằng lắp ghộp then hoa với số then z = 8 nhằm mục đớch di trượt trờn trục III nhờ cơcấu càng gạt để thay đổi tốc độ cho trục chớnh trong đường truyền dẫn chớnh

2.các yêu cầu kỹ thuật:

Sai lệch vị trí tơng quan giữa các bề mặt gồm:

- Sai lệch cho phép về độ tròn của bề mặt A cho theo điều kiện làm việc trong khoảng

Yêu cầu kỹ thuật:

Độ phẳng 2 mặt đầu bỏnh răng là 0,03 ( Bảng 2.7, trang 95,[4])

 Độ bóng bề mặt bánh răng là Ra = 0,8( tương ứng với độ nhám cấp 7) ( Bảng 11.1

và 11.2 , trang 56-57 ,[5])

 Độ bóng 2 mặt là Rz = 20 μm ( Tương ứng độ nhám cấp 4) m ( Tương ứng độ nhám cấp 4)

 Dung sai ±0.05 ( Bảng 3.91\ trang 248,[1])

 Dung sai ±0.05 ( Bảng 3.91\ trang 248,[1])

3 Phân tích tính công ngh trong k t c u c a chi ti t ệ trong kết cấu của chi tiết ết cấu của chi tiết ấu của chi tiết ủa chi tiết ết cấu của chi tiết.

Chi tiết bánh răng Z34/40×2, trong quá trình làm việc chịu các lực tác dụng như: lực hướng tâm, lực vòng, mô men xoắn và lực va đập khi thực hiện quá trình di trượt vào khớp

Bề mặt làm việc chủ yếu của chi tiết là mặt răng,mặt bên và mặt then hoa trong lỗ

Chọn vật liệu gia công chi tiết bánh răng Z34/40×2 là thép 45

Theo HDTKĐACNCTM, trang 16:

Bảng 1.1: Thành phần hoá học của thép 45, %( theo khối lượng )

Bảng 1.2: Tính chất cơ học của thép 45

+ Chi tiết đũi hỏi độ chớnh xỏc và độ vuụng gúc giữa tõm lỗ và mặt đầu của lỗ.

+ Kết cấu của bỏnh răng phải được đảm bảo khả năng cứng vững

Cỏc bề mặt đầu cần gia cụng đạt độ nhỏm Rz = 20 (5), ta cú thể gia cụng đạt đượcyờu cầu này bằng phương phỏp gia cụng phay, qua cỏc bước phay thụ và phay tinh

Sai lệch cho phép về độ vuông góc của bề mặt C so với A,B là không quá 0,03; Độsong song của bề mặt C so với D là không quá 0,03;.Cỏc yờu cầu kỹ thuật này ta hoàntoàn cú thể đạt được khi gia cụng trờn cỏc mỏy vạn năng hay cỏc mỏy chuyờn dựng

Chơng 2: PHƯƠNG áN CHọN PHÔI, CHUẩN Bị PHÔI Và XáC ĐịNH DạNG SảN XUấT.

I.Xỏc đ nh d ng s n xu t ịnh dạng sản xuất ạng sản xuất ản xuất ấu của chi tiết.

Việc xỏc định quy mụ và hỡnh thức tổ chức sản xuất cho chi tiết là một việc làmquan trọng cho cỏc bước làm việc tiếp theo Bởi nếu xỏc định dạng sản xuất khụng đỳng

sẽ ảnh hưởng đến việc lập quy trỡnh cụng nghệ, ảnh hưởng đến sản lượng hàng năm củachi tiết và ảnh hưởng đến chi phớ ban đầu để gia cụng chi tiết

Để đảm bảo sản lượng hàng năm và sản phẩm của đề tài được giao một cỏch chớnhxỏc ta phải xỏc định dạng sản xuất, từ đú làm cơ sở thiết kế quy trỡnh cụng nghệ đồ gỏ,cựng những trang thiết bị khỏc phự hợp nhằm giảm giỏ thành, năng cao chất lượng và sảnlượng cho sản phẩm Muốn vậy, trước hết ta phải xỏc định sản lượng hàng năm cho chitiết và trọng lượng của chi tiết đú

Sản lượng hàng năm được xỏc định theo cụng thức sau :

N

Trong đú

N- Số chi tiết được sản xuất trong một năm

N1- Số sản phẩm được sản xuất trong một năm (2500 chiếc/năm)

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

- Phế phẩm trong xưởng đỳc a =(3-:-6) %

- Số chi tiết được chế tạo thờm để dự trữ b =(5-:-7)%

Q1- Trọng lượng chi tiết

g – Khối lượng riêng của vật liệu,chọn =7,8 kg/

V – Thể tích của chi tiết

Dựa vào bảng 2 (TKĐACNCTM) ta có dạng sản xuất là dạng sản xuất loạt lớn.

II.Xác định phôi và phương pháp chế tạo phôi

Trong sản xuất có rất nhiều phương pháp chế tạo phôi khác nhau, tuỳ từng điềukiện cụ thể của từng dạng sản xuất và điều kiện sản xuất của từng nhà máy mà ta cóphương pháp tạo phôi khác nhau Điều cần chú ý khi chọn phôi là phôi phải có hình dánggần giống như chi tiết cần gia công, như vậy sẽ giảm được các bước công nghệ, nguyêncông cần thiết và lượng dư gia công không cần thiết Từ đó sẽ giảm được chi phí ban đầugiảm giá thành sản phẩm sau này Có rất nhiều cách chế tạo phôi khác nhau như phôithép thanh, phôi thép cán, phôi dập , phôi rèn tự do, phôi đúc…

2.1 Chọn vật liệu:

Dựa vào cấu tạo, tính năng làm việc, các yêu cầu kỹ thuật, dạng sản xuất cũng nhưtính công nghệ nên ta chọn vật liệu chế tạo phôi là thép 45

2.2.Chọn phương pháp chế tạo phôi:

Ta có thể áp dụng ba phương pháp để tạo phôi bánh răng như sau:

Độ nhám bềmặt Rz, mmDập trên máy búa,

-Tiết diện tròn, độ chính xác cao.

-Tiết diện vuông, sáu cạnh

-Phôi cán nóng dạng tấm, độ chính xác thông

thường

-Phôi cán tinh, tiết diện vuông, sáu cạnh

Chế tạo các trục bậc có độ chênhđường kính không lớn, các chi tiếtdạng ốc có đường kính ngoài tới 25mm

Các chi tiết kẹp chặt, các thanh đòn,tấm gá và thanh chêm

Phôi cán tấm:

-Phôi cán nóng có chiều dày lớn

-Phôi tấm cán nóng và nguội có chiều dày nhỏ

Bích, vòng chặn, chi tiết phẳng bạcrỗng hình trụ

Phôi ống các loại, cán nóng và nguội, không có

sản xuất hàng khôi và loạt lớn

Vật liệu chi tiết là thép C45, đặc trưng cơ học của nó là dẻo; chịu được nén tốt.Mặc khác thép C45 có thể đúc, lượng dư chế tạo phôi có thể nhỏ Do đó ít tốn kém

nguyên liệu khi chế tạo phôi Vậy ta chọn dạng phôi là phôi đúc

3.2 Phân tích chuẩn và định vị khi gia công :

- Qua phân tích các nguyên tắc chọn chuẩn thô và tinh ta chọn chuẩn công nghệ như sau:+Chuẩn thô: Dùng bề mặt 6 làm chuẩn thô để gia công thô và tinh bề mặt 3

+ Chuẩn tinh: Dùng bề mặt 3 làm chuẩn tinh để gia công các bề mặt còn lại

Sơ đồ đánh số chi tiết:

3.3 L a ch n s b ti n trình công ngh ựa chọn sơ bộ tiến trình công nghệ ọn sơ bộ tiến trình công nghệ ơ bộ tiến trình công nghệ ộ tiến trình công nghệ ết cấu của chi tiết ệ trong kết cấu của chi tiết.

a Quy trình công nghệ 1:

- Nguyên công 1:Tiện mặt đầu 1,tiện trụ ngoài,Khoét, doa lỗ 3,vát mép và vát mépngoài

- Nguyên công 2: Tiện mặt đầu 6,tiện trụ ngoài, vát mép và vát mép ngoài

- Nguyên công 3:Tiện mặt trụ ngoài 4

-Nguyên công 4: Chuốt lỗ then hoa 3

- Nguyên công 5: Phay răng Z=40

- Nguyên công 6: Phay răng Z=34

-Nguyên công 7:Khoan lỗ 7

b Quy trình công nghệ 2:

- Nguyên công 1: Tiện mặt đầu 6, tiện mặt trụ ngoài 2,5 và vát mép lỗ 3

- Nguyên công 2: Tiện mặt đầu 1,Khoét, doa lỗ 3 và vát mép

- Nguyên công 3:Tiện mặt trụ ngoài 4, vát mép ngoài

-Nguyên công 4: Xọc lỗ then hoa 3

- Nguyên công 5: Phay răng Z=40

- Nguyên công 6: Phay răng Z=34

-Nguyên công 7:Khoan lỗ 7

II.Ch n qui trình công ngh : ọn sơ bộ tiến trình công nghệ ệ trong kết cấu của chi tiết.

1.Phân tích quy trình công ngh : ệ:

a.Quy trình công nghệ I:

b.Quy trình công nghệ II:

- Nguyên công

- Chọn máy: Thực hiện trên máy tiện 1K62.

- Chọn dao : Dao tiện đầu gắn mảnh hợp kim cứng BK8.

 Tiện mặt đầu: Dao thân cong, kích thước dao 25x16x45o

 Tiện ngoài: Dao thân thẳng, kích thước dao 25x16x45o

2.Nguyªn c«ng 2: TiÖn mÆt ®Çu, tiÖn mÆt trô ngoµi 168, v¸t mÐp ngoµi vµ v¸t mÐp lç.

- Chọn máy: Thực hiện trên máy tiện 1K62.

- Chọn dao : Dao tiện đầu gắn mảnh hợp kim cứng BK8.

 Tiện mặt đầu: Dao thân cong, kích thước dao 25x16x45o

 Tiện ngoài: Dao thân thẳng, kích thước dao 25x16x45o

3.Nguyªn c«ng 3:TiÖn mÆt trô ngoµi 110, 98 Vµ v¸t mÐp trong.

 Bíc 3: V¸t mÐp trong

- Chọn máy: Thực hiện trên máy tiện 1K62

- Chọn dao : Dao tiện đầu gắn mảnh hợp kim cứng BK8.

 Tiện ngoài: Dao thân thẳng, kích thước dao 25x16x45o

4.Nguyªn c«ng 4:Chuèt lç then hoa D.8.50.56.8

Cần định vị hạn chế bậc tự do của chi tiết đối với bạc dẫn hớng tuỳ động

- Định vị bằng mặt trụ của dao chuốt -hạn chế bốn bậc tự do

- Định vị bằng mặt phẳng của chi tiết tuỳ động -hạn chế 1 bậc tự do (do trùng vớiliên kết ở trên)

- Lực kẹp là lực chuốt

- Nguyờn cụng

- Chọn mỏy: Thực hiện trờn mỏy 7B55

- Chọn dao : Dao chuốt chộp hỡnh P18

5.Nguyên công 5: Phay răng Z=40

0 20°

0°

4 40

n f

- Chän dông cô c¾t : Dao phay l¨n r¨ng

+ §êng kÝnh dao phay : D = 171 (mm)

- Dùa vµo lý lÞch m¸y : n = 50 (vg/ph)

SHK = 0,6 (mm/vg)

6.Nguyªn c«ng 6: Phay r¨ng Z=34

0 20°

0°

4 34

n f

- Chän dông cô c¾t : Dao phay l¨n r¨ng

+ §êng kÝnh dao phay : D = 171 (mm)

- Dùa vµo lý lÞch m¸y : n = 50 (vg/ph)

SHK = 0,6 (mm/vg)

7.Nguyªn c«ng 7: Khoan lç 8

n d

27 15

 Chọn máy: Chọn máy : khoan đứng 2H125 (bảng 9-21 trang 45[4])

II Tính chế độ cắt cho nguyên công tiện mặt đầu A.

Máy tiện 1K62

Giới hạn vòng quay 2000 ( v/p )

Công suất động cơ N= 10KW

Côn móc N05

- Chi tiết đợc gá trên mâm cặp 3 chấu tự định tâm bề mặt  50 là chuẩn thô

- Dụng cụ cắt gọt dao tiện T15K6

- Lợng d để tiện mặt đầu :

Công thức tính:

Zmin=( RZi−1+ Ti−1+ √ ρi−12 + εi2)

= dung sai của phôi dập 1 mm hai đầu

§iÒu kiÖn nt  nm¸y  n = 1250

Ch¬ng 5 : TÝNH Lîng d gia c«ng cho nguyªn c«ng tiÖn mÆt ®Çu a

Nhận thấy rằng để từ phôi đúc trở thành bánh răng có thể làm việc được thì ta phảitiến hành gia công cơ để bóc đi một lượng kim loại nhất định ở một số bề mặt nhất định.Lượng kim loại bị bóc đi để tạo sản phẩm hoàn thiện chính là lượng dư gia công Việc

xác định chính xác lượng dư kim loại về trị số và dung sai sẽ góp phần bảo đảm hiệu quảkinh tế của quá trình gia công.

Xác định lượng dư khi gia công bề mặt 144 (Rz 20).Rz 20).).

Đối với mặt tròn xoay ngoài cùng thì lượng kim loại dư được xác đinh:

2.Z0 = Zi = dph - dct

Trong đó: - Z0 : tổng lượng dư kim loại cần loại bỏ qua mọi nguyên công

- dph : Kích thước đường kính phôi

- dct : Kích thước đường kính chi tiết

Để gia công được 144±0,05 mm; Rz20 ta phải trải qua hai bước gia công sau: Tiện

thô, tiện tinh (Các bước nguyên công này đều được thực hiện trong một lần gá), cho sai

số gá đặt giữa các bước gia công  = ch = 0,5.Smax

Tuy nhiên do mỗi bước gia công cơ học lại đạt những độ chính xác và độ bóng nhấtđịnh và không hề cố định Cho nên lượng dư cần thiết cho một bề mặt là một giá trị nằmtrong khoản giá trị xác định Do đó ta phải đi xác định lượng dư lớn nhất Zmax, lượng dưlớn nhất Zmin và lượng dư danh nghĩa Zi cho một bề mặt được xác định như sau:

Xác định lượng dư nhỏ nhất Zmin

Đối với mặt tròn xoay ngoài thì Zmin được xác định như sau:

2.Zmin = 2 [ (R Z+h)i−1+√Δ2Σii−1+ε1] .

Trong đó: - RZi-1 : Chiều cao nhấp nhô tế vi do bước công nghệ sát trước để lại

- hi-1 : Chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt do bước công nghệ sát trước để lại

- i-1: Tổng sai lệch về vị trí không gian do bước công nghệ sát trước để lại

- i : Sai số gá đặt chi tiết ở bước công nghệ đang thực hiện

Do tính chất đúc các sai số sau mỗi bước gia công cơ Cho nên sai số vị trí khônggian cũng có thể được xác định gần đúng bởi công thức: ci = Kchx ph (Kchx: Hệ số chínhxác ứng với mỗi bước nguyên công)

Tra bảng 3.88 (Trang 245 - Quyển 1) ta có đối với tiện thô: K = 0,06 còn tiện tinh:

K = 0,04

*) Do phôi là đúc tra bảng 3.65 (Trang 235-Quyển 1) thì đối với phôi có thước

<500 mm ta có RZ +h = 300m.

Ở đây  gồm có sai số về độ cong vênh và độ lệch tâm của phôi khi được tạo lên từhai nửa khuôn khác nhau Do đó sai lệch vị trí không gian tổng cộng được xác định theocông thức sau:

 = √ Δ2Σi cv+ ΔΣi lt2

Giá trị cong vênh cv của lỗ được tính theo cả hai phương hướng kính và hướngtrục như sau:

cv = √ ( Δk d )2+ ( Δk.l )2= √ (0,3 130 )2+(0,3 100)2 = 49 m

Trong đó: - k = 0,3(mm/mm) theo bảng 15 (Trang 43-Quyển 3)

- l,d là chiều dài của trục gá và đường kính bề mặt gia công

Giá trị lệch tâm khi dập lt lấy theo bảng 16 (Trang 13-Quyển 3) ta có lt = 0,8

mm = 800m

*) Tiện thô: Theo bảng 3.84 (Trang 242-Quyển 1) thì sau khi gia công bán thành phẩm có R Z1 = 10).0).mm và h 1 = 10).0).mm.

Do sai số gá đặt  = 42 (Gá đặt trên hai mũi tâm của trục gá)

Vậy lượng dư nhỏ nhất của bước tiện thô được xác định như sau:

Tiện tinh: dtt2 = dctmin = 144 - 0,25 = 143,75 mm

*) Kích thước giới hạn nhỏ nhất dmin là giá trị kích thước tính toán sau khi được làmtròn ở miền dung sai của nguyên công đó.

Tiện tinh: dmin2 = 143,75 mm

Tiện thô: d min1 = 144,3 mm

*) Kích thước giới hạn lớn nhất dmax được xác định bởi tổng số giữa kích thước giớihạn nhỏ nhất của chi tiết với dung sai chế tạo:

Tiện tinh: dmax2 = dmin2 + dtiệntinh = 143,75 + 0,12 = 143,87 mm

Tiện thô: dmax1 = dmin1 + dtiệnthô =144,3 + 0,40 = 144,7 mm

Phôi: dmaxf = dminf + dphôi = 146,6 + 2,0 = 148,6 mm

Lượng dư giới hạn (Zmin; Zmax):

Do lượng dư giới hạn nhỏ nhất Zmin là hiệu của các kích thước giới hạn nhỏ nhất cònlượng dư giới hạn lớn nhất Zmax là hiệu của các kích thước giới hạn lớn nhất giữa cácbước gia công liên tục tại bề mặt gia công

Tiện tinh: 2.Zmax2 = dmax1 - dmax2 = 144,7 - 143,87 = 0,83 mm = 830 mm

2.Zmin2 = dmin2 - dmin2 = 144,3 - 143,75 = 0,55 mm = 550 mmTiện thô: 2.Zmax1 = dmaxf - dmax1 = 146,6 + 144,7 = 3,9 mm = 3900 mm

2.Zmin1 = dminf - dmin1 = 148,6 - 144,3 = 2,3 mm = 2300 mm

Bảng tính toán lượng dư (Rz 20).mm) như sau:

dttmm

dmm

Kích thước tt(*)

08

400

8 0 8

(*) Đơn vị đo là mm

Kiểm tra: Tph - Tct = 2000 -120 = 2.Zmax - 2.Zmin = 4730 - 2850 = 1880 mm.

Vậy lượng dư cần thiết để gia cụng được bề mặt trũn xoay đạt kớch thước 144

trước khi cắt răng là Ztổng = 4000 mm = 4 mm  lượng dư mỗi phớa là 2 mm

CHƯƠNG 6: tính và Thiết kế đồ gá

I Vai trò và nhiệm vụ của đồ gá

Đồ gá là thiết bị quan trọng trong quá trình gia công trên máy cắt kim loại và trongquá trình lắp ráp kiểm tra Đồ gá có vai trò quan trọng trong việc nâng cao năng suất lao

động, tăng độ chính xác gia công, giảm nhẹ sức lao động trong quá trình gia công

Đồ gá xác định một cách chính xác vị trí của chi tiết gia công so với dụng cụ

Trong ngành cơ khí hiện nay sử dụng rất nhiều loại đồ gá, mỗi loại có công dụngkhác nhau, kết cấu khác nhau

Đồ gá có những thuận lợi trong quá trình công nghệ mà ngày càng đợc mở rộngtính công nghệ của đồ gá, tạo điều kiện cơ khí hoá và tự động hoá quá trình gá đặt

II Yêu cầu của đồ gá

- Kết cấu của đồ gá phải đơn giản, gọn nhẹ và tốn ít vật liệu, dễ chế tạo

- Thuận lợi cho thao tác, dễ sử dụng, an toàn

- Định vị chính xác chi tiết gia công

- Kẹp chặt chắc chắn, không gây biến dạng chi tiết

- Tận dụng và phát huy đợc tính năng làm viêc của máy

III tính toán, thiết kế đồ gá.

Đồ gá chuốt đợc dùng trên máy chuốt ngang để xác định vịt trí tơng quan giữa phôi

và dụng cụ cắt

6.1- Xác định máy:

Chọn máy chuốt bán tự động 7B55, có các thông số sau:

- Lực chuốt danh nghĩa, kN: 100

- Tốc độ làm việc của hành trình chuốt, m/ph: 1,5-11,5

- Tốc độ chạy ngợc lại của hành trình chuốt, mm/ph: 20-25

Công suất động cơ truyền dẫn chính, kW: 18,5

6.2- Phơng pháp định vị và kẹp chặt:

Cơ cấu định vị là đầu cầu tự lựa và chính dao chuốt

Kẹp chặt nhờ chính lực chuốt tạo ra khi cắt, lực chuốt phát sinh là khá lớn.Vì vậy, với đồ