Thiết kế quy trình gia công bánh răng

Luận văn báo cáo Thiết kế quy trình gia công bánh răng

Lời nói đầu

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

T

Trong chơng trình đào tạo thì công nghệ chế tạo máy là một phần căn bản, nhằm trang bị cho 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 công nghệ thiết kế và gia công chi tiết Đồ án công nghệ chế tạo máy nhằm hệ thống lại tất cả các 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, thực tiễn 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 ” 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 các thầy, 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 các bạn

Sinh viên

Lơng Hồng Vinh

NHậN XéT CủA GIáO VIÊN HƯớng dẫn

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

MôC LôC

Nội dung đề tài

Nhận xét của giáo viên hớng dẫn

Lời nói đầu

Phần I: Phân tích chi tiết gia công

1.1 Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết gia công

1.2 Phân điều kiện kỹ thuật và định ra phơng pháp gia công tinh lần cuối

1.3 Các biện pháp công nghệ để đạt đợc yêu cầu quan trọng

1.4 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết gia công

Phần II: Xác định dạng sản xuất

2.1 ý nghĩa của việc xác định dạng sản xuất

2.2 Xác định dạng sản xuất

Phần III: Chọn phôi và phơng pháp chế tạo phôi

3.1 Cơ sở của việc lựa chọn phôi

phân tích chi tiết gia công

1.1 Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết gia công :

-Chi tiết gia công của ta là bánh răng trụ răng thẳng, đợc dùng làm cơ cấutruyền chuyển động giữa các trục song song

-Với kết cấu truyền lực từ trục đến bánh răng bằng chốt, điều đó chứng tỏbánh răng của ta làm việc ở điều kiện bình thờng, truyền lực và mômen khônglớn

1.2 Phân tích điều kiện kỹ thuật và định ra phơng pháp gia công tinh lần cuối:

Chi tiết gia công cần đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật sau :

- Bề mặt trục 35: dùng để lắp trục nên cần độ chính xác cấp 7, độ bền, độcứng cao, độ nhám bề mặt đạt Ra=2,5 m nên phơng pháp gia công tinh lần cuối

1.3 Các biện pháp công nghệ để đạt đợc yêu cầu quan trọng :

-Để đảm bảo độ đồng tâm giữa mặt lỗ với đờng chia của răng trong khoảng0,05  0,1 mm thì biện pháp gia công là định vị mặt lỗ để gia cônh mặt ngoài -Để đảm bảo độ vuông góc giữa đờng tâm lỗ với mặt đầu trong khoảng 0,010,015 mm thì biện pháp gia công là gia công mặt đầu và bề mặt lỗ trên một lầngá

1.4 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết gia công :

- Vì chi tiết có dạng trụ rỗng tròn xoay và lại có mặt đầu phẳng nên tạo điều kiện thuận lợi cho việ gá đặt Việc đạt độ chính xác vị trí tơng quan có thể đạt

đợc

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 kinh tế kỹ thuật tổng hợp phản ánh mối quan

hệ giữa các đặc trng của công nghệ về hình thức tổ chức sản xuất để chế tạo racác sản phẩm đạt hiệu quả kinh tế cao

Dạng sản xuất có các đặc trng sau :

- Sản lợng

- Tính ổn định của sản phẩm

-Tính lặp lại của quá trình sản xuất

- Mức độ chuyên môn hoá trong sản xuất

2.2 Xác định dạng sản xuất :

Xác định dạng sản xuất bằng phơng pháp tra bảng thông qua hai chỉ tiêu là

Số lợng chi tiết tổng cộng cần chế tạo trong một năm và khối lợng của chi tiếtgia công :

 Số lợng chi tiết tổng cộng cần chế tạo trong một năm (sản lợng cơ khí) :

Nck=Ni m ( )

100 1 )(

100

1    trong đó :

Nck : Số lợng sản phẩm cần chế tạo trong năm theo kế hoạch :

Ni : Số lợng chi tiết trong một sản phẩm

Ni = 45000 (chi tiết)

 : Lợng sản phẩm dự phòng sai hỏng khi tạo phôi gây ra

 : Lợng sản phẩm dự trù cho hỏng hóc và phế phẩm trong quá trình gia côngcơ

m: sản lợng chi tiết cùng tên có trong sản phẩm

Thông thờng lấy =  = 2  3 % Ta chọn =  = 2%

100

2 1 )(

V: Thể tích chi tiết gia công (cm3)

 : Khối lợng riêng của vật liệu.Với thép  = 7,852 Kg/cm3

V= 0,2573 (cm3)

G = 0,2573.7,852 = 2,02 1(Kg)Tra bảng 2.6.[1] ta xác định đợc dạng sản xuất là hàng lớn

Phần iii

chọn phôi và phơng pháp CHế tạo phôi

3.1 Cơ sở của việc lựa chon phôi :

Phụ thuộc vào các yếu tố sau :

-Vật liệu chi tiết gia công

-Sản lợng hàng năm

-Kết cấu của chi tiết gia công

-Điều kiện sản xuất cụ thể của nhà máy, xí nghiệp

3.2.Chọn phôi

Ta thấy :

Vật liệu gia công của ta là 20X: có thể chọn phôi đúc, hàn, dập

Dạng sản xuất là hàng lớn: chọn phôi là đúc, dập

Kết cấu của chi tiết dễ dàng cho đúc, đập

Nhng chi tiết của ta là Bánh Răng nên cơ tính cao Vì vậy ta chọn phôi để chếtạo chi tiết là phôi Dập

3.3.Phơng pháp chế tao phôi

- u điểm : Phôi dập có độ bóng và độ chính xác cao, tổ chức kim loại đồng

đều, có khả năng chế tạo các chi tiết phức tạp, tốn ít vật liệu, năng suất cao, dễ cơ khí hoá, phù hợp sản xuất loạt lớn hàng khối

- Nhợc điểm : máy có công suất lớn, thời gian chế tạo khuôn dài, một bộ khuôn chỉ chế tạo đợc một loại chi tiết

D T

w w

Phần iV

thiết kế quy trình công nghệ

4.1 Phân tích chọn chuẩn định vị :

4.1.1 Vấn đề chuẩn địnn vị khi gia công

a Những yêu cầu chung khi chọn chuẩn

Chọn chuẩn hợp lý sẽ nâng cao độ chính xác gia công, đơn giản quá trình gá

đặt và kết cấu của cơ cấu định vị và kẹp chặt, giảm bớt thời gian phụ Do đó việcchọn chuẩn phải thoả mãn 2 yêu cầu :

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

- Đảm bảo năng suất cao giá thành hạ

b.Lời khuyên khi chọn chuẩn :

+Nguyên tắc thứ nhất.

- Khi chọn chuẩn phải xuất phát từ nguyên tắc 6 điểm để khống chế hết số bậc

tự do cần thiết một cách hợp lý nhất, tuyệt đối tránh thiếu định vị và siêu định vị.Trong một số trờng hợp tránh thừa định vị không cần thiết

a.Yêu cầu khi chọn chuẩn tinh :

- Đảm bảo phân bố đủ lợng d cho các bề mặt gia công

- Đảm bảo độ chính xác về vị trí tơng quan giữa các bề mặt gia công với nhau.

b.Các lời khuyên khi chọn chuẩn tinh :

- Cố ngắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính Thực hiện lời khuyên này

sẽ đơn giản hoá quá trình gia công, lắp giáp vì chi tiết có vị trí tơng ứng nh khi làm việc chọn nh vậy để phải gia công thêm chuẩn tinh phụ

- Cố gắng chọn chuẩn tinh sao cho tính trùng chuẩn cao càng tốt Nếu làm đợc

nh vậy sẽ giảm đợc sai số nguyên công Khi chuẩn khởi xuất trùng với chuẩn cơ

sở sẽ tránh đợc sai số không trùng chuẩn

- Cố gắng chọn chuẩn tinh thống nhất cho nhiều lần gá đặt để đơn giản hoá việc sử dụng đồ gá trong quá trình công nghệ, giảm đợc chủng loại đồ gá do đó giảm đợc thời gian thiết kế và chế tạo đồ gá

c Các phơng án chọn chuẩn tinh cho chi tiết gia công :

*phơng án 1 : chuẩn tinh là hệ mặt đầu kết hợp với mặt lỗ định vị bằng mân

cặp ba chấu tự định tâm

Phơng án này khống chế 5 bậc tự do :3 bậc tịnh tiến và 2 bậc quay

- Ưu điểm:

+ Sử dụng kết cấu đồ gá đơn giản

+ Chuẩn tinh là chuẩn thống nhất

- Nhợc điểm:

+ Độ chính xác định tâm thấp

+ Năng suất gá đặt không cao

*Phơng án 2: chuẩn tinh là hệ mặt đầu kết hợp với mặt lỗ, định vị bằng trục gá

+ Năng suất gá đặt tơng đối cao

*Phơng án 3:chuẩn tinh là hệ giữa mặt đầu với mặt trụ ngoài, định vị

bằng mân cặp ba chấu không tự định tâm

+ Chuẩn tinh không là chuẩn thống nhất

Từ các phơng án trên ta thấy phơng án 2 là tối u nhất Vì vậy ta chọn phơng án 2làm chuẩn tinh

4.1.3 Chọn chuẩn thô :

a.Yêu cầu khi chọn chuẩn thô :

- Đảm bảo phân bố đủ lợng d cho các bề mặt gia công

- Đảm bảo chính xác vị trí tơng quan giữa các bề mặt gia công với các bề mặtkhông gia công

b.Những lời khuyên khi chọn chuẩn thô :

- Theo một phơng kích thớc nhất định, nếu trên chi tiết gia công có một bề mặtkhông gia công thì nên chọn bề mặt không gia công làm chuẩn thô

- Theo một phơng kích thớc nhất định, nếu trên chi tiết gia công có hai haynhiều bề mặt không gia công thì nên chọn bề mặt nào không gia công có yêu cầu

độ chính xác tơng quan với các bề mặt gia công ở mức cao nhất để làm chuẩnthô

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

bề mặt đều phải gia công thì nên chọn bề mặt gia công nào có yêu cầu cơ tính

đồng đều nhấtlàm chuẩn thô

- Theo một phơng kích thớc nhất định, nếu trên chi tiết có rất nhiều bề mặt có

đủ điều kiện để làm chuẩn thô thì ta nên chọn bề mặt nào bằng phẳng nhất, trơnchu nhất để làm chuẩn thô, khi đó việc gá đặt sẽ đơn giản và dễ dàng hơn

- ứng vơi một bậc tự do cần thiết của chi tiết gia công ta chỉ đợc phép chọnchuẩn thô không quá một lần trong suốt cả quá trình gia công Nếu vi phạm lờikhuyên này là phạm chuẩn thô Phạm chuẩn thô sẽ làm cho vị trí tơng quan giữacác bề mặt gia công kém chính xác Vì vậy tránh phạm chuẩn thô.

Ta thấy hai bề mặt 96, 56 đều phải gia công Nhng mặt 96 cần đảm bảo

độ đồng tâm cao, độ chính xác cao Nên ta chọn phơng án 1 làm chuẩ thô

4.2 Lập quy trình công nghệ :

Dựa trên các nguyên tắc khi thiết kế nguyên công cần đảm bảo năng suất và

độ chính xác yêu cầu Năng suất gia công của nguyên công phụ thuộc vào chế

độ cắt, số bớc công nghệ, số đờng chuyển dao và thứ tự thực hiện chúng trên cácnguyên công Do đó phải phải quyết định phơng án trình tự các nguyên công gia công Ta có quy trình công nghệ gia công trục bậc nh sau :

phần v

tra lợng d

Để đạt đợc một chi tiết có hình dáng, kích thớc và chất lợng bề mặt phù hợpvới các yêu cầu trong bản vẽ cần phải thực hiện qua nhiều bớc nguyên công.Tại mỗi bớc nguyên công, hớt đi một lớp kim loại trên bề mặt gia công đểlàm thay đổi hình dạng và kích thớc phôi Lớp kim loại đợc lấy đi trong quá trìnhgia công cơ gọi là lợng d Khi thiết kế quy trình công nghệ cần phải xác định l-ợng d hợp lý vì:

- Lợng d lớn quá sẽ tốn nguyên vật liệu, năng lợng điện, dụng cụ cắt, tiêuhao lao động và thời gian gia công

- Ngợc lại lợng d quá nhỏ sẽ không đủ hớt đi những sai lệch của phôi, cóthể xảy ra hiện tợng trợt giữa dao với chi tiết gia công làm cho nhám bề mặttăng, dụng cụ mòn nhanh hơn dẫn đến số lợng phế phẩm tăng làm tăng giá thànhsản phẩm

Việc xác định lợng d gia công cơ trong chế tạo máy có thể xác định theohai phơng pháp sau :

5.1 Phơng pháp thống kê kinh nghiệm:

Phơng pháp này sử dụng rất nhiều trong thực tế vì nó đơn giản, dễ thực hiện.Theo phơng pháp này lợng d gia công đợc xác định bằng tổng giá trị lợng d cácbớc theo kinh nghiệm Giá trị lợng d kinh nghiệm đợc cho trong các bảng traNhợc điểm cơ bản của phơng pháp này không xét đến điều kiện gia công cụthể nên giá trị lợng d thờng lớn hơn yêu cầu

5.1.2 Phơng pháp tính toán phân tích:

Theo phơng pháp này thì lợng d đợc xác định dựa trên cơ sở phân tích cácyếu tố tạo ra lớp kim loại cần hớt đi để có một chi tiết máy hoàn chỉnh Việcphân tích đợc tiến hành theo các bớc, lần chuyển dao, nguyên công và đợc tínhcho hai trờng hợp : Chỉnh sẵn dao và Đo dò cắt thử

So sánh hai phơng pháp và dựa vào điều kiện sản xuất thực tế ta chọn phơngpháp tra bảng theo kinh nghiệm :

5.2 Tra lợng d :

1 Tra lợng d cho bề mặt 96 :

- Tra bảng 3.9.[4] ta có lợng d tổng cộng : 2Zb = 3,3 (mm) -:Theo chú thích : Độ nhám bề mặt RZ = 10 m nên lấy thêm 0,3 (mm)

Vậy lợng d cho bề mặt trụ 96 là : 2Zb = 3,6 (mm)

2 Tra lợng d cho bề mặt 56 :

- Tra bảng 3.9.[4] ta có lợng d tổng cộng : 2Zb = 3,3 (mm)

- Theo chú thích : Độ nhám bề mặt Rz = 20 m nên lấy thêm 0,3 (mm)

Vậy lợng d cho bề mặt trụ 56 là : 2Zb = 3,6 (mm)

3 Tra lợng d cho bề mặt đầu :

- Mặt trụ 96 : Tiện tinh tra bảng 3-120 [2]: có 2Zt = 1,1 (mm)

Theo 2-2[4] tiện tinh đạt cấp chính xác 8 và nhám bề mặt Rz = 10m

Việc xác định chế độ cắt hợp lý là một trong những biện pháp nâng cao năngsuất cắt và tăng chất lợng bề mặt gia công

Có nhiều phơng pháp để tính chế độ cắt nhng trong thực tế sản xuất ngời tathờng dùng phơng pháp tra bảng theo kinh nghiệm :

Tham khảo Sổ tay công nghệ chế tạo máy, tra bảng và tính toán ta có bảngthông số của chế dộ cắt nh sau:

= 70 (m/ph)

Thêi gian c¬ b¶n To =

n S

=

1000

1 , 97 14 , 3 355

=108,23 (m/ph)

Thêi gian c¬ b¶n To =

n S

48

= 0,19348.355 = 0,7 (phót)

Víi bÒ mÆt  56

Sö dông dao cã  =90

Khi tiên thô : tra bảng 5-26[4] có lợng chạy dao S = 0,45 (mm/vòng), theo máy

=

1000

5 , 58 14 , 3 450

= 79,128 (m/ph)

Thời gian cơ bản To =

n S

Thời gian cơ bản To =0,3219.450 = 0,139 (phút)

Tiện mặt đầu và vát mép ta lấy chế độ cắt nh khi tiện mặt trụ  56

Thời gian cơ bản To =

n S

K2 : hệ số điều chỉnh vận tốc cho dao tiện ngoài, lỗ, mặt đầu, tiện rãnh.

K3 : hệ số điều chỉnh vận tốc cho tiện rãnh

=

1000

96 14 , 3 90

= 27,13 (m/ph)

Thời gian cơ bản To =

n S

K2 : hệ số điều chỉnh vận tốc cho dao tiện ngoài, lỗ, mặt đầu, tiện rãnh

K3 : hệ số điều chỉnh vận tốc cho tiện định hình

1000

=

96 14 , 3

94 , 29 1000

=

1000

96 14 , 3 90

= 27,13 (m/ph)

Thời gian cơ bản To =

n S

Thêi gian c¬ b¶n To =

n S.

48

= 0,2664.450 = 0,547 (phót)Khi chuèt : M¸y chuèt 7A705B

Khi khoan : tra b¶ng 5-52[4] cã S = 0,16 (mm/vßng) vµ n = (vßng/phót)

Thêi gian c¬ b¶n To =

n S

48

= 0,1416,.75580 = 0,16 (phót)Khi phay l¨n r¨ng :

tra b¶ng 5- [ ] ta co S = 1mm/vßng cho bíc 1, V = 48 mm/vßng,

n = 80(vßng/phót)

S = 0,8 mm/vßng cho bíc 2 , V= 57 mm/vßng, n = 100(vßng/phót)

5 , 57

tài liệu tham khảo

[1] Hớng dẫn thiết kế Đồ án CNCTM

- GS TS : Trần Văn Địch[2] Sổ tay công nghệ chế tạo máy T1

[3] Sổ tay công nghệ chế tạo máy T2

- GS TS : Nguyễn Đắc lộc

- PGS TS : Ninh Đức Tốn

- PGS TS : Lê Văn Tiến

- PGS TS : Trần Xuân Việt[4] Sổ tay công nghệ chế tạo máy (Toàn tập) - Đại học Bách khoa HN[5] Công nghệ chế tạo máy T1 - Đại học Bách khoa HN

[6] Công nghệ chế tạo máy T2 - Đại học Bách khoa HN

[7] Thiết kế môn học dụng cụ cắt

- Trịnh Khắc Ngiêm[8] Tính và thiết kế đồ gá

- Đặng Vũ Dao [9] Sách tra cứu về nhiệt luyện

[10] Sổ tay về nhiệt luyện