Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết tang quấn xích

Trong ngành Cơ Khí-Chế Tạo Máy, yêu cầu về chất lượng sản phẩm ngày càng đòi hỏi khắt khe.

LỜI NÓI ĐẦU

Trong ngành Cơ Khí-Chế Tạo Máy, yêu cầu về chất lượng sản phẩm ngàycàng đòi hỏi khắt khe Buộc người công nghệ luôn luôn phải tìm tòi, sáng tạo đểtìm ra những phương pháp gia công tối ưu nhất cho từng nguyên công cũng nhưcho cả quy trình công nghệ gia công (qtcngc) nhằm mục đích nâng cao năngsuất, chất lượng, đồng thời giảm chi phí gia công, giảm thời gian gia công, qua

đó giảm giá thành sản phẩm Để lựa chọn phương pháp gia công tối ưu nhất,điều đặc biệt quan trọng là phải xác định được những yếu tố ảnh hưởng trongquá trình gia công và trên cơ sở đó, người làm công nghệ sẽ lựa chọn và đưa rađược phương pháp gia công tốt nhất cho từng nguyên công và cho cả quy trìnhcông nghệ gia công Được sự đồng ý và hướng dẫn tận tình của thầy giáo hướngdẫn Phí Trọng Hảo, em xin giới thiệu nhiệm vụ Thiết Kế Đồ án Tốt Nghiệp với

đề tài “Thiết kế qtcn gia công chi tiết tang quấn xích ”

Mặc dù được sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo hướng dẫn và các thầy côtrong bộ môn cùng các bạn Nhưng vì thời gian có hạn nên em còn nhiều thiếuxót, em rất mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô trong bộ môn cũngnhư của các bạn để đồ án của em được hoàn thiện hơn Cuối cùng cho phép emđược nói lời cảm ơn tới toàn bộ các thầy cô trong bộ môn và đặc biệt là thầy giáohướng dẫn trực tiếp Phí Trọng Hảo đã giúp đỡ em hoàn thành tốt phần đồ án tốtnghiệp này

Hà Nội 5/2005Sinh Viên Phạm Minh Thắng

PHẦN I TRUYỀN ĐỘNG HÀNH TINH

I – KHÁI NIỆM VỀ TRUYỀN ĐỘNG HÀNH TINH CƠ BẢN.

Trong truyền động bánh răng được chia làm 2 loại chính là truyền động bánhrăng thường và truyền động bánh răng hành tinh

các bánh răng có trục quay cố định trong quá trình làm việc

Đây là loại truyền động phổ biến và đơn giản, hiệu suất lớn, tuổi thọ cao,nhưng chi áp dụng đươc cho những truyền động với tỷ số truyền nhỏ Khi tỷ sốtruyền lớn thì kích thước bộ truyền lại quá lớn, đó là nhược điểm lớn của loạitruyền động này

 Truyền động hành tinh (Planetary Gear train): là truyền động giữa

các bánh răng trong đó có ít nhất một bánh răng có trục quay di động trongkhông gian, trong loại truyền động này có thể có một hoặc nhiều bậc tự do

Cấu tạo của một truyền động hành tinh đơn giản, hình 1.1

Các bánh răng có đường trục cố định ( bánh 1và 3)

được gọi là các bánh trung tâm

Các bánh răng có đường trục không cố định

( bánh 1) được gọi là các bánh răng vệ tinh

Khâu động mang trục của bánh răng vệ tinh

( khâu c) được gọi là cần

- Bánh răng ăn khớp ngoài: sun gear (s)

- Bánh răng ăn khớp trong lại có tên gọi: ring gear (r)

- Bánh vệ tinh: planet carrier

II- ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA TRUYỀN ĐỘNG HÀNH TINH.

1 Ưu điểm của truyền động hành tinh.

Truyền động hành tinh có những ưu điểm chính sau:

- Truyền động hành tinh cho phép thực hiện với một tỉ số truyền lớn có thểlên tới 1:500 Vì vậy, truyền động hành tinh rất thích hợp với những hộpgiảm tốc cần có tỷ số truyền lớn, nhưng yêu cầu kết cấu nhỏ gọn

- So với hệ truyền động bánh răng thường thì hệ truyền động bánh rănghành tinh có hiệu suất cao hơn khi có cùng tỷ số truyền Do đó hệ truyềnđộng hành tinh thường được sử dụng với các bộ truyền có tỷ số truyềnkhông lớn nhưng đòi hỏi có hiệu suất cao

- Truyền động hành tinh cho một kết cấu nhỏ gọn, vì vậy truyền động nàyđược dùng nhiều trong các hộp số tự động, ví dụ như cơ cấu truyền lựccủa ô tô, tời đa tốc, cơ cấu tay quay cần trục tháp, cơ cấu năng chuyểntrong các máy nâng chuyển, …

- Hệ hành tinh cũng rất thích hợp với truyền động công suất lớn giữa haitrục đồng trục với nhau Vì khi truyền động mômen truyền động đượcphân phối trên nhiều răng đang ăn khớp, nên tổng diện tích chịu lực sẽtăng lên

2 Nhược điểm của truyền động hành tinh.

Kết cấu phức tạp, yêu cầu độ chính xác cao về chế tạo và lắp ghép, nên việcchế tạo và lắp ráp gặp rất nhiều khó khăn, do đó giá thành cao Mặt khác, cónhững bộ truyền cho hiệu suất rất nhỏ

III – MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN TRONG TRUYỀN ĐỘNG HÀNH TINH.

1 Tỷ số truyền của một số cơ cấu hành tinh cơ bản.

Việc tính toán tỉ số truyền của bánh răng hành tinh dựa vào công thức Willis, theo phương pháp này thì các thông số động học được xác định trên cơ sở chuyển động tương đối đối với cần Để tính toán tỉ số truyền của truyền động hành tinh ta lấy một số ví dụ điển hình sau:

a) cơ cấu hành tinh 2k – c: là loại cơ cấu hành tinh trong đó có 2 bánh trung

tâm (2k) và cần (c) là những khâu cơ bản

Trong cơ cấu này cũng được

chia làm 2 loại: Cơ cấu vi

sai (Hình 1.4a) và cơ cấu

hành tinh (hình 1.4b)

a) b)

Hình 1.4  Tỷ số truyền của cơ cấu vi sai 2k – c: Theo công thức Wllis thì tỷ số truyền từ bánh trung tâm 1 đến bánh trung tâm 3 trong chuyển động tương đối với cần c là:

i13c

=ϖ c

ϖ c

=ϖ1−ϖ c

ϖ3−ϖ c=−

z3

z1.

Suy ra:

b) Cơ cấu hành tinh 3k.

Là cơ cấu hành tinh có 3 bánh trung tâm và cần c là các khâu cơ bản Ví dụ sơ

đồ hình 1.5:

Tỷ số truyền:

Bất kỳ bộ truyền 3k nào có bánh trung

tâm cố định đều có thể coi như ghép liên

tiếp 2 cơ cấu 2k- c có bánh trung tâm cố

định Như vậy có thể xác định được tỷ số

truyền của cơ cấu 3k bằng tích của 2 tỷ

số truyền 2k- o Nếu bánh trung tâm 3 cố

i153 =i103

i503 =

1-i1301-i530 =

c) Cơ cấu hành tinh k-c-v.

Là cơ cấu bao gồm các khâu cơ bản là các bánh trung tâm và cần c, ngoài racòn có cơ cấu w để nối khâu v với bánh vệ tinh 2, hình 1.6 Cơ cấu w là bộ phậnkhông thể thiếu được của bộ truyền k-0-v, dùng để truyền động giữa các trụcsong song và có tỷ số truyền bằng +1, vạn tốc góc của khâu v bằng vận tốc góccủa bánh vệ tinh 2

Tỷ số truyền:

Vì nv = n2 nên i3

vc = i3 2c tức ta có:

i3

vc = i3

2c = 1 – ic

23

Hình 1.6

d) Cơ cấu hành tinh trong đó có các trục vuông góc với nhau.

Hình 1.7

e) Các cách ghép nối các cơ cấu hành tinh với nhau.

Mục đích: một cơ cấu hành tinh ở dạng cơ bản thường có tỷ số truyền khônglớn, vì vậy trong thực tế người ta thường tiến hành ghép các cơ cấu hành tinh vớinhau nhằm tạo ra bộ truyền có tỷ số truyền cao hơn, đa dạng về kết cấu, khácnhau về động học và hiệu suất, với bậc tự do khác nhau có thể thoã mãn đượcnhiều truyền động ta đặt ra

Việc so sánh, đánh giá và tìm ra tổ hợp kết cấu tối ưu là khá phức tạp, vả lại

nó còn phụ thuộc vào truyền động mà ta đặt ra Vì vậy trước hết ta cần tìm hiểucác phương án ghép nối

 Ghép nối các cơ cấu 2k- 0 với nhau

Việc ghép nối các cơ cấu 2k- 0 với nhau cho ta tỷ số truyền khá, hiệu suấtcao, kết cấu đơn giản nhỏ gọn Vì vậy đây là cơ cấu cơ bản nhất và được dùngnhiều trong thực tế như hộp số tự động trong hệ thống truyền lực của ô tô, tời đatốc, cơ cấu quay cần trục tháp, v v

Ví dụ trên hình 1.8 là sơ đồ động

biểu diễn cụ thể việc ghép 2 cơ cấu

2k- o, tạo thành hệ hành tinh 2 cấp

Hình 1.8

hai khâu khác của cấp nhanh và cấp chậm tạo nên các hệ vi sai kín Hình 1.9 làmột số cách ghép cụ thể

Hình 1.9

 Ghép các cơ cấu 3k với 2k- o

Cách ghép này cho phép thực hiện tỷ số truyền khá lớn nhưng kết cấu lại rấtphức tạp, khó chế tạo và lắp ráp, nên hiệu suất truyền động không cao

Trên hình 1.10a là một ví dụ cụ thể, trong sơ đồ này ta thực hiện ghép cấp thứnhất là cơ cấu 3k với cấp thứ 2 là cơ cấu 2k- o

Hình 1.10

 Ghép liên tiếp các cơ cấu 3k.

Cách ghép này cho ta tỷ số truyền rất lớn, phương án ghép nối đa dạng, song

do kết cấu phức tạp, chế tạo và lắp ráp rất khó khăn nên hiệu suất và giá thành

cao Nhưng trong những trường hợp cụ thể thì nó lại cho hiệu qủa cao nên cáchghép này vẫn được dung nhiều trong thực tế.

Trên hình 1.10b ta thực hiện ghép liên tiếp hai cơ cấu 3k với nhau

Như vậy, việc ghép nối các cơ cấu hành tinh cơ bản cho phép tạo ra các hệhành tinh khác nhau với các thông số về tĩnh học, động học, kết cấu và hiệu suấtkhác nhau Trong thực tế thường gặp các truyền động hành tinh (hộp tốc độ, hộpgiảm tốc, …) sử dụng các tổ hợp ghép nối này

Để làm rõ công thức trên ta lấy một số ví dụ sau:

Ví dụ 1: tính bậc tự do của cơ cấu hành tinh sau, hình 1.11

Ví dụ 2: tính bậc tự do của cơ cấu hành tinh sau, hình 1.12:

3) Hệ hành tinh.

Căn cứ vào bậc tự do w và cấu tạo của hệ hành tinh chúng ta phân ra thành hệ

vi sai, hệ thuần hành tinh, hệ vi sai kín, hệ hỗn hợp

a) Hệ vi sai: hệ vi sai là hệ hành tinh có 2 bâc tự do trở lên, vì vậy trong

hệ vi sai sẽ co rất nhiều phương án truyền động khác nhau tuỳ thuộcvàocơ cấu vi sai trong hệ và cách ghép nối Hình 1.14 là một ví dụ về

Hình 1.15

c) Hệ vi sai kín:

Hệ vi sai kín là hệ nhận được khi ghép một cơ cấu vi sai với các cơ cấu nốikín khác như cơ cấu hành tinh, bộ truyền thường, hay bộ biến tốc, … ta sẽ nhậđược hệ vi sai kín với một bậc tự do

Cách nối kín ở đây có thể hiểu là ta nối trục vào với trục ra của hệ bánh răng

vi sai bằng một cơ cấu nối hoặc nối kín hai cơ cấu vi sai với nhau, tức là nối đầu

ra của hệ này với đầu vào của hệ kia bằng các cơ cấu nối kín

Ưu điểm của loại bộ truyền này là có kích thước nhỏ gọn nhưng có thể đạtđược tỷ số truyền lớn Vì vậy nó được dùng nhiều trong thực tế

Chú ý rằng trong thực tế người ta còn thực hiện việc ghép nối hệ hành tinhvới hệ thường tạo thành một hệ hành tinh hỗn hợp ví dụ hình 1.17:

Trong hình 1.17, ta đã thực hiện ghép nối một hệ hành tinh nối tiếp với một

hệ bánh răng thường

b) Các điều kiện trong hệ hành tinh.

Bởi vì mỗi hệ hành tinh có cấu tạo khác nhau nên nói chung là có các điềukiên đồng trục, điều kiện lắp, điều kiện kề khác nhau, vì vậy để nêu ra được cácđiều kiện của hệ hành tinh ta phải lấy một sơ đồ cụ thể Ví dụ ta tìm điều kiệnlắp cho sơ đồ cơ bản trên hình 1.18

 Điều kiện đồng trục.

Gọi bán kính vòng lăn của các bánh răng 1, 2, 3 lần lượt là r1, r2, r3, để cácbánh răng trung tâm 1, 3 và cần c đồng trục với nhau thì phải có:

3 phảI là những số cùng chẵn hoặc cùng lẻ (để số răng z2 của bánh vệ tinh 2 là sốnguyên) được gọi là điều kiện đồng trục của hệ bánh răng hành tinh đã cho.

- Trước hết, ta lắp bánh vệ tinh thứ nhất vào cần c sao cho nó ăn khớp đồngthời được với bánh trung tâm 1 và 3 việc điều chinh cho bánh này ănkhớp được đồng thời với hai bánh trung tâm là dễ dàng, ta chỉ việc lựa mộtcách thích hợp vị trí tương đối giữa các bánh răng trung tâm.

- Tiếp theo ta lắp tiếp bánh vệ tinh thứ 2 lên cần c Giả sử bánh răng 3 cốđịnh, cho cần c quay một góc  Khi đó bánh 1 sẽ quay được một góc bằng:

Khi ta lắp nhiều bánh vệ tinh trên cùng một chạc bánh răng thì vấn đề đặt ra

là đỉnh của các bánh vệ tinh có thể chạm nhau trong qúa trình hoạt động, vậyđiều kiện đặt ra ở đây là vòng đỉnh của các bánh vệ tinh phải không cắt nhau haytiếp xúc với nhau

Gọi a là khoảng cách tâm giữa bánh trung tâm và bánh vệ tinh, và da làđường kính ngoài của bánh vệ tinh (hình 1.19) thì điều kiện trên tương đươngvới:

Hình 1.20

- tỷ số truyền cấp nhanh: ta chọn i1 = 8, suy ra tỷ số truyền cấp nhanh sẽ là

Chọn lại z3 = 136 răng, lúc này điều kiện lắp thoả mãn:

- Tính chọn cấp chậm:

Chọn z4 = 16 răng, theo lí thuyết thì để tránh được hiện tượng cắt lẹm thì sốrăng nhỏ nhất zmin = 17 răng, tuy nhiên khi ta chọn z4 = 16 thì hiện tượng cắtlẹm xảy ra không đáng kể, vả lại ta có thể khắc phục được bằng cách dịchchỉnh răng.

Tính số răng của bánh răng 6:

Với sai số đó hoàn toàn có thể chấp nhận được

 Kiểm tra điều kiện chạm nhau:

Điều kiện chạm nhau: da < 2a.sin(/3) (*)

Trong đó:

a- khoảng cách tâm giữa bánh vệ tinh với bánh trung tâm ăn khớp ngoài

da- đường kính vòng đỉnh của bánh vệ tinh

Như vậy điều kiện kề của cấp nhanh được thoả mãn.

- Đối với cấp chậm: điều kiênh (*) tương đương với:

Như vậy điều kiện kề của cấp chậm được thoả mãn

IV- VẤN ĐỀ KẾT CẤU TRONG TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG HÀNH TINH.

Cũng như trong các truyền động khác vấn đề kết cấu trong truyền động hànhtinh đóng vai trò hết sức quan trọng.Những vấn đề chính cần nghiên cứu trongkết cấu của truyền động hành tinh đó là: kết cấu cần mang bánh vệ tinh, kết cấu

ổ, kết cấu tự lựa, kết cấu hộp, vv…

Trong bản báo cáo này chỉ đi sâu tìm hiểu kết cấu tự lựa được dùng trongtruyền động hành tinh

 Phân loại bánh răng tự lựa:

Nếu theo số vành răng thì người ta chia ra làm hai loại, đó là loại một vànhrăng và loại hai vành răng

- Loại một vành răng: loại nay được dung ít do trục có thể lắc, xoắn đượccho nên nó không thể cho sự phân bố đều tảI trọng trên các răng Loại nàychỉ dùng cho bánh răng thẳng Trên hình 1.21a, b là kết cấu của loại mộtvành răng

a) Loại trục đặc b) Loại trục rỗng

Hình 1.21 Kết cấu bánh răng tự lựa một vành răng

- Loại bánh răng tự lựa hai vành răng: loại này tuy có cấu tạo phức tạp hơnloại một vành răng nhưng nó cho hệ số cho hệ số kHB nhỏ nhất cùng vớichiều dài l3 Loại này tránh đựơc hiện tượng lắc hoặc xoắn trục cho nêncho sự phân bố đều tải trọng Loại này được dùng phổ biến trong truyềnđộng hành tinh Trên hình 1.22 là một số kết cấu tự lựa hai vành răng hayđược dung trong thực tế

Hình 1.22 Kết cấu tự lựa bánh răng loại hai vành răng.

Nếu chú ý đến bánh nào tự lựa thì người ta phân ra bánh răng cần tự lựa ănkhớp ngoài và bánh răng cần tự lựa ăn khớp trong Tuỳ trường hợp bánh cần tựlựa ăn khớp ngoài hay trong mà kết cấu tự lựa sẽ khác nhau

Trên các hình 1.21 và hình 1.22 là kết cấu tự lựa dùng cho bánh răng ăn khớpngoài Còn trên hình 1.23 là kết cấu tự lựa cho các bánh răng ăn khớp trong

a) Loại một vành răng

b) Loại hai vành răng

Hình 1.23 Kết cấu tự lựa bánh răng ăn khớp trong

 Các phương án hình dáng răng của khớp nối răng tự lựa: Tuỳ vào mụcđích tự lựa chính là gì ta sẽ dùng các dạng răng khác nhau Các dạng răng

thường đựơc dùng trong bánh răng tự lựa là: dạng răng thẳng, dạng răng tangtrống, dạng răng vát nghiêng, vv… Trên hình 1.24 là một số mặt cắt ngang củarăng tự lựa.

a) b) c)

Hình 1.24 Hình dáng của răng tự lựa

Trong hình 1.24a là dạng răng thẳng, 1.24b là dạng răng vát nghiêng, 1.14c làdạng răng tang trống

Chú ý rằng, với các khớp nối của bánh trung tâm ăn khớp ngoài hoặc với cácbánh răng có đường kính nhỏ, có mức độ chịu tải lớn thì bề rộng vành răng cầnlấy tăng lên (thường bM/dM = 0,2 0,3), trường hợp đó ta chọn ăn khớp dạngrăng tang trống (hình 1.24c)

 Kết cấu vành lò xo chặn chiều trục: Để tránh di chuyển chiều trục củabánh răng tuỳ động người ta thườg dùng vành lò xo trong rảnh, tiếtdiện của nó có thể tròn hoặc vuông Trên hình 1.25 là kết cấu của một

số vành lò xo thường được dùng trong khớp nối răng tự lựa

a) Dạng tiết diện tròn b) Dạng tiết diện chữ nhật.

Hình 1.25

 Kết luận: Với khả năng khắc phục được sai số do chế tạo và có khả

năng điều chỉnh được sự phân bố tải trọng cho các răng, đặc biệt là cácbánh vệ tinh Cho nên khớp nối tự lựa được dùng rất nhiều trong truyềnđộng hành tinh

PHẦN II TÌM HIỂU NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỤM NÂNG HẠ TRONG MÁY NÂNG CHUYỂN TẠI VÙNG MỎ

I – GIỚI THIỆU CHUNG:

Máy nâng chuyển là hệ thống máy có được sử dụng để nâng hạ và dichuyển các vật có khối lượng lớn không thể di chuyển bằng sức người , giúpgiảm lao động nặng nhọc cho con người và nâng cao năng suất lao động

Ngoài vùng mỏ các máy nâng chuyển được sử dụng nhiều để nângchuyển các sản phẩm khai thác Với môi trường làm việc nhiều bụi bẩn lên các

cơ cấu của máy khi chế tạo cần phảI che chắn tốt cho các chi tiết chuyển độngbên trong để tránh bụi vào các chi tiết, nâng cao độ bền và khả năng làm việc củamáy

Với điều kiện làm việc tảI trọng nâng luôn thay đổi, tốc độ thay đổi, cần

có bộ truyền có hiệu suất cao nhưng phải nhỏ gọn, nên biện pháp được áp dụng ởđây là sử dụng hệ bánh răng hành tinh

II – CỤM NÂNG CHUYỂN TRONG CÁC MÁY KHAI THÁC MỎ

1 Điều kiện làm việc và yêu cầu kỹ thuật:

Cụm máy làm việc trong môi trường nhiều bụi bẩn

- TảI trọng thay đổi thường xuyên

- Vận tốc thay đổi khi mang tảI trọng thì chuyển động chậm, khi chạy khôngthì chuyển động nhanh

- Khi làm việc phải êm

- Kết cấu nhỏ gọn, công suất lớn, hiệu suất cao

Từ các yêu cầu đó mà cơ cấu năng thường sử dụng hệ thống truyền động hànhtinh kết hợp với các cơ cấu khác để đáp ứng được các yêu cầu làm việc trên

2 Sơ đồ động của cụm nâng chuyển

a) Sơ đồ động

Từ bản vẽ lắp ta có sơ đồ động của máy như hình vẽ

tang quÊn tang phanh

Trong đó:

1 : là bánh trung tâm được cố định trên trục chính của cơ cáu,

2 : là bánh vệ tinh

3 : là bánh trung tâm ăn khớp trong, được gắn với tang phanh

0 : là cần mang bánh vệ tinh được nối với tang quấn xích bằng khớp nối răng

PHẦN III THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG

- Các mặt làm việc chính của chi tiết là mặt trụ trong 150+0,03 mm dùng

để lắp ổ lăn, hai lỗ 18A4 để bắt đầu xích quấn, mặt răng trong để nốivới bộ truyền ngoài, ngoài ra các mặt có chuyển động tương đối với cácmặt khác của chi tiết khác như hai mặt đầu và rãnh trên mặt đầu

240mm có yêu cầu về độ đảo hướng kính và độ đảo mặt đầu so với mặttăng không quá 0,03mm, ngoài ra mặt trụ trong 160A4 mm dùng để lắpghép với lắp ổ, bề mặt trụ ngoài 190C4 cần được đánh bóng đạt cấp 8

để làm giảm mòn vòng chắn dầu tỳ trên nó

- Các lỗ 55±2 trên vành tang quấn là lỗ công nghệ dùng để quan sát kiểmtra xích quấn, phục vụ cho việc vận chuyển và tháo lắp các chi tiết trongcụm của cơ cấu nâng Bề mặt này không cần phải gia công, nó được đúcsẵn

- Chi tiết trong quá trình làm việc nó quay trên ổ lăn vì vậy bề mặt lắp ổlăn sẽ quyết định độ đảo khi làm việc của chi tiết, do đó nó được chọnlàm bề mặt chuẩn để xác định sai lệch về vị trí tương quan của các bềmặt khác Các mặt đầu có độ đảo theo phưong hướng trục so với mặt trụtrong lắp ổ lăn không vượt quá 0,03mm Độ đảo hướng kính giữa cácmặt trụ trong và ngoài khác so với mặt trụ trong không vượt quá0,03mm

- Độ nhám bề mặt trong của lỗ lắp ổ lăn là Ra = 2,5m

- Với mặt đầu và các bề mặt lắp ghép còn lại là Rz = 40m

- Với chiều rộng của chi tiết là 240mm nên ta không thể gia công răngtrong trên máy xọc răng bao hình được vì điều kiện hiện tại chưa chophép Do đó ở đây ta sử dụng phương án ghép bánh răng trong Chiềudày từ chân răng tới mặt trụ ngoài là  = (190 – 155)/2 = 17,5 mm, đểđảm bảo chiều dày các phần lắp ghép đủ cứng vững ta chia chiều dàytrên làm hai, Tuy nhiên ở trên bánh răng đó là khoảng cách tính từ chânrăng tới mặt trụ ngoài lên ta có thể giảm chiều dày của nó xuống màkhông ảnh hưởng tới độ bền của răng, và tăng chiều dày của phần trụtrên tang quấn để tăng độ bền cho phần trụ lắp ghép và tránh biến dạngkhi nhiệt luyện

Vậy ta chọn đường kính của mối ghép bằng 170mm, chiều rộng củamối lắp bằng 44mm

ở đây ta sử dụng mối ghép trung gian hơi căng H7/n6 kết hợp với 6vít chặn M4

Như vậy trong quy trình gia công chi tiết ta sẽ chia làm hai phần đó là gia côngtang quấn và gia công bánh răng trong Sau đó ta lắp ghép chúng lại với nhau

đem đi gia công khoả lại mặt đầu và khoan tarô lỗ bắt vít chặn

Hình 1:Lắp ghép bánh răng trong

II XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT:

Theo công thức: N=N1.m.(1+

α+β

N là số chi tiết được sản xuất trong một năm

N1 là sản phẩm được sản xuất trong một năm

m là số chi tiết trong một sản phẩm

là số chi tiết được sản xuất thêm để dự trữ ( =5%

 là số chi tiết được sản xuất thêm để dự trữ (=5%  là số chi tiết được sản xuất thêm để dự trữ (=5% 7%)

là số phế phẩm chủ yếu trong các phân xưởng đúc ( =3%

 là số phế phẩm chủ yếu trong các phân xưởng đúc (=3%  là số phế phẩm chủ yếu trong các phân xưởng đúc (=3% 6%)

Thay vào công thức trên ta có:

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

Q = V. = 10,42.7,2= 76 kg

Theo bảng 2 trang 13 sách hướng dẫn thiết kế dồ án công nghệ máy ta có:

Dạng sản xuất ở đây là dạng sản xuất hàng khối

III CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI:

Chi tiết chịu lực nén và kéo xoắn nên phôi phải bằng vật liệu có khả năngchịu được lực nén và có khả năng chịu được va đập có độ bền dẻo tốt vì vậy chitiết tang quấn được chế tạo từ thép đúc Thép đúc ngoài khả năng thoả mãn cácyêu cầu về mặt độ bền nó còn có đặc tính nữa là dễ dàng cho việc chế tạo phôibằng phương pháp đúc

1- Chọn phương pháp chế tạo phôi.

Với chi tiết là tang quấn xích kích thước chi tiết tương đối lớn, thành dầy, độphức tạp vùă phảI các mặt chủ yếu là mặt trụ tròn xoay nên thích hợp khi chế tạophôi bằng phương pháp đúc Cụ thể là dùng mẫu kim loại, khuôn cát, làm khuônbằng máy, đạt độ chính xác cấp I và năng suất cao, lượng dư gia công cắt gọtnhỏ Phương pháp này thích hợp cho sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối

Với việc chộn phương pháp chế tạo phôi bằng phương pháp đúc các lỗ

sử dụng lõi để tạo ra các lỗ, trong đó lỗ 138 và 55 sử dụng lõi rời,, còn lỗ 40

sử dụng lõi liền bằng ụ cát

Chọn phôi chế tạo bánh răng :

Bánh răng có hinh dạng thuộc họ chi tiết dạng bạc, vật liệu là thép đúc 45nên ta chọn phương pháp chế tạo phôi cho bánh răng là phưong pháp đúc, làm

khuôn bằng máy đúc trong khuôn cát, làm khuôn bằng máy, phương pháp nàycho năng suất cao phù hợp với sản xuất hàng loạt.

Chọn phôi đúc cấp chính xác cấp I, lượng dư cho các mặt là 6mm

IV LẬP TIẾN TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG:

Để gia công được chi tiết tang quấn xích ta chia gia làm hai công đoạn là: gia công tang quấn và gia công bánh răng trong Sau đó ta lắp ghép chúng lạivới nhau

Hình 2:Bản vẽ chi tiết Chọn chuẩn:

Chuẩn công nghệ là các mặt chuẩn sử dụng để xác định vị trí của phôi trongquá trình chế tạo và lắp ráp Chuẩn công nghệ được chia làm hai thành phần làchuẩn gia công và chuẩn lắp ráp

Chuẩn gia công là chuẩn được sử dụng trong quá trình gia công dùng để xácđịnh vị trí bề mặt cần gia công Nó được chia làm hai loại là chuẩn thô và chuẩntinh

Chuẩn thô là chuẩn chưa được gia công , còn chuẩn tinh là chuẩn đã qua giacông Dựa vào năm nguyên tắc khi chọn chuẩn ta có thể đưa ra các phương ánchọn chuẩn để gia công như sau:

Để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của chi tiết thì các mặt chính của tang quấnphải đựoc gia công trong cùng một lần gá Do đó ta có quy trình gia công tangquấn như sau:

- Nguyên công 1: Tiện thô mặt đầu 4, mặt trụ trong 149 (mặt 6), và mặt trụngoài 191 (mặt 5)

Chuẩn định vị là mặt trụ ngoài 9 và mặt đầu 1, chi tiết được định vị vàkẹp chặt trên mâm cặp ba chấu tự định tâm, hạn chế 5 bậc tự do

- Nguyên công 2: Tiện mặt đầu 1, mặt đầu 2 , mặt trụ ngoài 9 và mặt bậc trụtrong 8 đạt kích thước 160 vát mép và tiện rãnh 155x3,1

Chi tiết được định vị và kẹp chặt trên mâm cặp ba chấu tự định tâm vàomặt trụ trong 149 vừa đựoc gia công ở nguyên công trước hạn chế 5 bậc tự do.-Nguyên công 3: Tiện tinh các mặt chính của chi tiết: đó là các mặt mặt đầu

190 mặt trụ trong 150 , mặt trụ ngoài 190 rãnh trên mặt đàu , và mặt trụ bậclắp bánh răng trong 170

Chi tiết được định vị bằng mặt đầu và mặt trụ ngoài 495, định vị và kẹpchặt bằng mâm cặp ba xhấu tự định tâm

- Nguyên công 4: Khoan và tarô ren 4 lỗ bắt vít M12

Định vị bằng mặt trụ trong 150 và mặt đầu của lỗ vít Phiến dẫn vừadẫn hướng vừa kẹp chặt chi tiết

- Nguyên công 5: Phay mặt đầu lỗ 18

Định vị bằng mặt trụ trong 150 bằng chốt trụ ngắn hạn chế hai bậc tự

do và phiến tỳ phằng tỳ vào mặt đầu M hạn ché 3 bậc tự do, bậc chông xoay bịhạn chế bởi chốt tỳ điều chỉnh tỳ vào mặt đối diện với mặt gia công

- Nguyên công 6: Khoan, khoét lỗ 18

Chi tiết được định vị như trong nguyên công 5

V LẬP THỨ TỰ CÁC NGUYÊN CÔNG.

1 Phần gia công tang quấn

a) Tạo phôi

Nguyên công 1: Tạo phôi.

Nguyên công 2: Làm sạch phôi.

Lấy lõi ra khỏi vật đúc, làm sạch cát bám dính, cắt bỏ ba via, đậu ngót, đậuhơi

Nguyên công 3: ủ để khử bỏ nội lực, ứng suất và làm đồng đều vật đúc.

b) Phần gia công cơ

- Khoả mặt đầu lớn (Kích thước gia công là 241mm).

- Tiện đường kính ngoài 495

- Tiện khoả mặt đầu lỗ 160, kích thước 40mm

- Tiện lỗ 160x10, vát mép lỗ, 149

- Tiện xấn rãnh 155 rộng 3.1mm

Nguyên công 3: -

- Tiện khoả mặt đầu M với cấp bóng 6: Rz=10m Ra=2,5m

- Tiện mặt trụ ngoài 190C4 với cấp bóng 6: Rz=10m Ra=2,5m

- Tiện xấn rãnh mặt đầu (205 và 220)với cấp bóng5:Rz=50m,Ra=5m

- Tiện lỗ 1500,03 với cấp bóng 6:Rz=10m ,Ra=2,5m

- Tiện lỗ 170H7 với cấp bóng 6:Rz=10m ,Ra=2,5m

- Tiện xấn rãnh 175 rộng 3mm

Nguyên công 4: Gia công 4 lỗ M12 :

Nguyên công 5: Phay mặt phẳng phía trên của đầu bắt đầu xích

Nguyên công 6: Khoan khoét hai lỗ 18

2 Trình tự gia công bánh răng trong lắp ghép với tang quấn:

a).Phần tạo phối:

- PhôI sau khi được đúcđược đem đi làm sạch, ủ để khử ứng suất dư, sau

đố dược đem đi gia công cơ

b).Phần gia công cơ:

Nguyên công 1: Tiện thô mặt đầu

Tiện thô mặt trụ trong đật kích thước 138mm

Tiện hạ bậc mặt trụ trong đạt kích thứoc 155x7Vát mép 1,5x450

Nguyên công 2: Tiện mặt đầu đối diện với mặt đầu vừa gia công

Tiện thô mặt trụ ngoài Tiện mặt trụ bậc trong

Nguyên công 3: Tiện tinh lại các mặt trụ trong và trụ ngoài và mặt đầulắp ghép

Nguyên công 4: Xọc răng m=3, Z46 qua hai bứoc là xọc tinh và xọc thô Nguyên công 5: Nhiệt luyện răng đạt độ rắn HRC 32…45

3.Quy trình ghép răng lên tang quấn:

Nguyên công 1: ghép răng vào tang quấn :

Nguyên công 2: Tiện lài mặt đầu vừa ghép bánh răng trong:

Nguyên công 3: khoan tarô ren 3 lỗ vít M6.

Nguyên công 4: Tiện tinh lại mặt đầu lắp ghép đạt cấp nhẵn bóng Ra=2,5

VI Tính và tra chế độ cắt cho các nguyên công.

1 Tang quấn

1.1 Phần tạo phôi.

a) Nguyên công 1: Tạo phôi.

Dựa vào bản vẽ chi tiết ta chọn mặt phân khuôn như hình vẽ, bởi vì:

Dễ rút mẫu, thuận tiện cho quá trình làm khuôn, lòng khuôn nông nhất Khirót, kim loại nhanh điền đầy khuôn, dễ đặt đậu ngót, đậu hơi và đễ đặt lõi Đây làchi tiết bạc, phức tạp, đòi hỏi độ chính xác cao Vì vậy ta chọn phương pháp làmkhuôn là: Đúc trong khuôn cát, làm khuôn bằng máy, mẫu kim loại Đạt được

chất lượng vật đúc cấp I, chất lượng bề mặt của chi tiết đạt được là Ra=600m.(Sách Sổ tay CNCTM trang 133)

MÆt ph©n khu«n

MÆt ph©n khu«n

Hình 3- Tạo phôi đúc.

b) Nguyên công 2: Làm sạch phôi.

Lấy lõi ra khỏi vật đúc, làm sạch cát bám dính, cắt bỏ ba via, đậu ngót, đậu hơi

c) Nguyên công 3: ủ để khử bỏ nội lực, ứng suất và làm đồng đều vật đúc.

A 1

Sau khi ñ HRC= 30

Hình 4- Quy trình ủ.

1.2- Phần gia công cơ

1 Nguyên công 1: Tiện khoả thô mặt đầu M, đường kính ngoài 191x26 tiện

lỗ 149

a Chọn máy: Máy tiện 1M63 có các thông số kỹ thuật sau:

+ Đường kính trung bình vật gia công trên mâm cặp 350

b Dụng cụ cắt:

Dao tiện đầu cong có gắn mảnh hợp kim cứng T15K6, dao tiện ngoài đểkhoả mặt đầu, dao tiện lỗ

c Sơ đồ gá đặt:

Chi tiết gá trên mâm cặp 3 chấu trái tự định tâm vào đường kính ngoàiđịnh vị 5 bậc tự do.

d Các bước gia công:

Tiện khoả mặt đầu M

Tiện mặt trụ ngoài 191x26

Tiện lỗ 149

e Xác định lượng dư gia công

Tra bảng 3-102 Sổ tay công nghệ chế tạo máy-tập 1 ta có:

Lượng dư gia công khi tiện khoả mặt đầu M là Zb=4mm

Lượng dư gia công khi tiện lỗ 149 là Zb=4mm

Lượng dư gia công khi tiện mặt trụ ngoài là Zb=5mm

Tra bảng 5-60 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 với kích thước của dao16x25 ta có S = 0,81,2mm/vòng

Xác định tốc độ cắt: Vt=Vb*k1*k2*k3*k4*k5

Tra bảng 5- 64 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 ta có Vb=227m/phTrong đó:

k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao

k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng chính của dao

k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt của phôi

k4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kim cứng của dao

k5: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tỷ số các đường kính khi tiện ngangTuổi bền của dao tiện hợp kim cứng T15K6 là: T=40-60ph

Trạng thái bề mặt chi tiết gia công là vỏ không cứng

Góc nghiêng chính của dao là 600:

+ Lần 1:

Chọn chiều sâu cắt khi tiện thô t = 2mm

Xác định lượng chạy dao:

Tra bảng 5-61 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 với kích thước của dao40x40 phần chìa ra của dao L = 300mm, chiều sâu cắt t= 2mm ta có

Tra bảng 5-68 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 ta có: Nc= 4,9 kW

So sánh công suất cắt với công suất máy ta thấy: Nc < Nm

+ Lần 2:

Chế độ cắt tương tự lần 1

- Tiện thô mặt trụ ngoài 191x26:

+Lần 1:

Chọn chiều sâu cắt khi tiện thô t=2,5 mm

Xác định lượng chạy dao S:

Tra bảng 5-60 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 với kích thước của dao16x25 Đường kính chi tiết D=191 ta có:

S = 0,8  1,2 mm/vòng

Xác định tốc độ cắt