Đồ án môn học chế tạo máy thiết kế trục răng

Trong đợt làm đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy lần này Em được giao đề tài thiết kế gia công chi tiết: “Trục răng”. Nghành chế tạo máy đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất ra các máy móc, thiết bị cho tất cả mọi nghành trong nền kinh tế quốc dân. Có thể nói rằng không có nghành chế tạo máy thì không có các nghành công nghiệp khác. Vì vậy việc phát triển công nghệ khoa học kĩ thuật trong lĩnh vực công nghệ chế tạo máy có ý nghĩa hàng đầu nhằm thiết kế, hoàn thiện và vận dụng các phương pháp chế tạo, tổ chức và điều khiển quá trình sản xuất đạt hiệu quả kinh tế cao nhất.

Trang 1

NhËn xÐt cña gi¸o viªn híng dÉn

Hµ Néi, ngµy ……th¸ng ……n¨m 2010

Gi¸o viªn híng dÉn

Trang 2

Lời nói đầu

Công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nớc là mục tiêu hàng đầu của các nớc

trên thế giới Để hoà nhập với thế giới hiện nay thì nớc ta đang thực hiện côngnghệp hoá hiện đại hoá đất nớc

Để thực hiện tốt mục tiêu đó, Đảng và nhà Nớc ta đã quan tâm thúc đẩy,tạo điều kiện để một số ngành công nghiệp mũi nhọn phát triển nh : Cơ khí,

điện, điện tử, công nghệ thông tin.Trong đó ngành cơ khí nói chung và ngànhcơ khí chế tạo nói riêng là một trong những ngành đợc quan tâm hàng đầu Bởivì Nó đóng vai trò rất lớn trong việc sản xuất ra các thiết bị, công cụ cho cácngành kinh tế khác

Để phục vụ cho việc phát triển kinh tế ngành cơ khí chế tạo cũng nh một

số ngành khác phải đa khoa học kỹ thuật vào sản xuất Phải đào tạo đội ngũ cán

bộ có trình độ kỹ thuật chuyên môn hoá cao, nhất là lĩnh vực công nghệ

Qua thời gian học tập và nghiên cứu tại Trờng Đại học Công nghiệp HàNội cùng với sự chỉ đạo hớng dẫn tận tình của các thầy, Cô nhất là các thầy, Côtrong khoa cơ khí đã giúp Em học tập đợc rất nhiều kinh nghiệm về các bớcthiết kế gia công chi tiết

Trong đợt làm đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy lần này Em đợcgiao đề tài thiết kế gia công chi tiết: “Trục răng”

Mặc dù em đã hết sức cố gắng trong quá trình làm đồ án môn học lầnnày nhng cũng không tránh khỏi thiếu sót Vì vậy Em rất mong đợc sự góp ý,chỉ bảo của các thầy, cô để em có thể hoàn thiện mình hơn

Em xin chân thành cảm ơn các thầy, Cô trong khoa cùng các thầy, Côtrong trờng Đại học Công nghiệp Hà Nội đã giúp đỡ Em Đặc biệt là thầy

Nguyễn Việt Hùng đã trực tiếp chỉ bảo giúp đỡ Em trong suốt quá trình làm đồ

án này giúp Em hoàn thành đề tài của mình

Hà Nội ngày 10 tháng 05 năm 2010

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Văn Tuấn

Trang 3

Chơng I Giới thiệu về ngành công nghệ chế tạo máy

Nghành chế tạo máy đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất ra cácmáy móc, thiết bị cho tất cả mọi nghành trong nền kinh tế quốc dân Có thểnói rằng không có nghành chế tạo máy thì không có các nghành công nghiệpkhác Vì vậy việc phát triển công nghệ khoa học kĩ thuật trong lĩnh vực côngnghệ chế tạo máy có ý nghĩa hàng đầu nhằm thiết kế, hoàn thiện và vận dụngcác phơng pháp chế tạo, tổ chức và điều khiển quá trình sản xuất đạt hiệuquả kinh tế cao nhất

Bất kể một sản phẩm cơ khí nào cũng đợc tiến hành nh sau: Căn cứ vàoyêu cầu sử dụng, thiết kế ra nguyên lí của thiết bị, từ đó thiết kế ra kết cấuthực, sau đó chế tạo thử đẻ kiểm nghiệm kết cấu và sửa đổi hoàn thiện rồimới đa vào sản xuất hàng loạt Nhiệm vụ của nhà thiết kế là thiết kế ranhững thiết bị đảm bảo với nhng yêu cầu sử dụng, còn nhà công nghệ thì căn

cứ vào nhng kết cấu đã thiết kế để chuẩn bị quá trình sản xuất Nhng giữathiết kế và chế tạo có mối quan hệ chặt chẽ Nhà thiết kế khi nghĩ đến yêucầu của thiết bị đồng thời cũng phải nghĩ đến vấn đề công nghệ để sản xuất

ra chúng Vì vậy nhà thiết kế cũng phải nắm vững kiến thức về công nghệ vàchế tạo

Từ bản thiết kế kết cấu đến cho ra sản phẩm là một quá trình phức tạp,chịu tác động của cả yếu tố chủ quan và khách quan làm cho sản phẩm saukhi chế tạo có sai lệch so với bản thiết kế kết cấu

Công nghệ chế tạo máy là lĩnh vực khoa học kĩ thuật có nhiệm vụ nghiêncứu, thiết kế và tổ chức thực hiện quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí đạt cácchỉ tiêu kinh tế kĩ thuật trong điều kiện sản xuất cụ thể

Công nghệ chế tạo máy là môn liên hệ chặt chẽ giữa lý thuyết và thực tếsản xuất Nó đợc tổng kết từ thực tiễn sản xuất, đợc trải qua nhiều lần kiểmnghiệp của sản xuất đẻ không ngừng nâng cao trình độ kỹ thuật, rồi đem vàoứng dụng trong thực tế

Hiện nay, khuynh hớng tất yếu của chế tạo máy là tự động hoá quá trình

điều khiển công nghệ qua việc điện tử hoá và sử dụng máy vi tính từ khâuchuẩn bị sản xuất cho tới khâu ra xởng

để làm công nghệ đợc tốt cần phải có sự hiểu biết sâu rộng về các mônhọc nh : Sức bền vật liệu, nguyên lý máy, nguyên lý cắt kim loại, cơ lýthuyết… Các môn tính toán và thiết kế đồ gá, thiết kế nhà máy cơ khí

Trang 4

Chơng II Phân tích chi tiết và xác định dạng sản xuất

A Phân tích chi tiết

I Phân tích chức năng làm việc của chi tiết

Chi tiết “trục răng” thuộc hộp bớc tiến khối bàn máy của máy phay

đứng Một đầu trục là then hoa, một đầu của trục là bánh răng côn Trục thenhoa có nhiệm vụ truyền chuyển động cho hai bánh răng côn trên, kết hợp vớihai bánh răng côn trên giúp cho bàn máy sẽ tiến tự động

Bề mặt làm việc chủ yếu của trục là đầu trục then hoa, đầu trục bánhrăng côn và một đoạn cổ trục Đây cũng là các kích thớc cơ bản và quantrọng của chi tiết

II Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết

- Bánh răng của trục đợc ăn khớp bánh răng ở trên và truyền chuyển

động, do đó phải đợc gia công chính xác, độ không đồng tâm của cả trục vàbánh răng không lớn hơn 0,01 (mm)/ 100 (mm) dài và phải đợc nhiệt luyện

- Các bề mặt khác của trục không làm việc lên không cần độ chínhxác cao

III Xác định dạng sản xuất

1 Mục đích của việc xác định dạng sản xuất

Việc xác định dạng sản xuất có ý nghĩa rất lớn đến quá trình thiết kếqúa trình công nghệ, nó góp phần quan trọng trong việc tính toán chỉ tiêukinh tế kỹ thuật cụ thể: Nếu nh dạng sản xuất là đơn chiếc thì ta có thể tậptrung nguyên công, dùng đồ gá vạn năng thay cho đồ gá chuyên dùng nh vậy

sẽ giảm đợc chi phí gia công Còn nếu nh dạng sản xuất là hàng khối thì taphải phân tán nguyên công, sử dụng các loại đồ gá chuyên dùng (mỗinguyên công chỉ có một bớc công nghệ) Làm nh vậy thì sẽ tăng đợc năngsuất gia công giảm giá thành sản phẩm

2 Xác định dạng sản xuất

Trang 5

Dựa vào bảng sau:

Bảng phân loại dạng sản xuất:

Sản lợng hàng năm của chi tiết (chiếc)

Hàng loạt vừa 100 – 300 200 – 500 500 – 50000Hàng loạt lớn 300 – 1000 500 – 1000 5000 – 50000

Tính sản lợng của chi tiết:

Sản lợng của chi tiết đợc tính bằng công thức: 

1

β

m N N

N1: Số chi tiết đợc sản xuất trong 1 năm N1 = 4.000

m: Số chi tiết trong một sản phẩm m = 1

β: Số chi tiết đợc chế tạo thêm β = 6

4240 100

6 1 1

γ : khối lợng riêng của vật liệu γthep =7, 52 kg/dm3

- Xác định trọng lợng của chi tiết

Càng chế tạo bằng thép có γ = 7,52 kg/dm3

V là thể tích của chi tiết gồm có: V1 ,V2,V3 ,V4,V5,V6,V7

4

.

2 1

l D

V = π = .75.10 0,052964

4

21 14 ,

3 2 − 6 = (dm3)V2 = 5 1,8 75 10-6 = 0,000675 (dm3)

000675 ,

0 10 20 4

25 14 , 3 4

3 = d l = =

023037 ,

0 10 56 4

6 24 14 , 3 4

4 = d l= =

0076047 ,

0 10 15 4

25 14 , 3 4

5 = d l = =

Trang 6

01982 , 0 10 9 , 6 4

49 60 14 , 3 4

6 = d l = =

00015694 ,

0 10 3 75 , 7 75 ,

Trang 7

KÝch thíc giíi h¹n (mm)

TrÞ sè giíi h¹n cña lîng d

R Za Ta Sa ε b 2Z(Mm)Dmin

KÝch thíc (mm)

Max Min Max Min

25 ,

Trang 8

εb = εlt = 0,25 σD = 0,25 0,13 = 0,0325 = 32,5 (àM)

Vậy lợng d ở bớc tiện thô là:

(63 50 304 , 4 32 , 5 ) 838 , 26

min 0 max 0

3 Xác định kích thớc của phôi và vẽ bản vẽ chi tiết lồng phôi

Phôi đợc ca từ phôi thanh có φ30, có l = 200 (mm)

Trang 9

Chơng III Thiết kế nguyên công

A Xác định đờng lối gia công

Vì đây là chi tiết sản xuất theo dạng sản xuất hàng loạt vừa, quy trìnhcông nghệ sẽ đợc xây dựng theo nguyên tắc phân tán nguyên công

B Trình tự các nguyên công

1 Nguyên công I Dập nóng

2 Nguyên công II Khỏa mặt, khoan tâm 2 đầu

5 Nguyên công V Phay răng

6 Nguyên công VI Phay then hoa

7 Nguyên công VII Nhiệt luyện

8 Nguyên công VIII Mài răng bằng phơng pháp mài nghiền

9 Nguyên công IX Mài then hoa

10 Nguyên công X Mài tròn ngoài

11 Nguyên công XI Kiểm tra

12 Nguyên công XII Bảo quản, đóng gói

13 XIV.Nguyên công XIII Nhập kho

C Thứ tự thực hiện các nguyên công

I Nguyên công I Dập nóng tạo hình

Trang 10

II Nguyªn c«ng II Kháa mÆt, khoan t©m 2 ®Çu

nghÖ

V.liÖu H B

t(mm) S(mm/r) n(v/p) V(m/p) T(phót) Dao M¸y

- Chän dao: Dao tiÖn ngoµi th©n cong H = 25; B = 16; L = 140; m = 8;

nghÖ

V.liÖu H B

t(mm) S(mm/r) n(v/p) V(m/p) T(phót) Dao M¸y

- Chän dao: Mòi khoan ruét gµ ®u«i c«n cã d = 6,7; L = 100; l = 50VËy liÖu: P6M5

S t T

C

.

Trang 11

Kmv: HÖ sè phô thuéc vµo chÊt lîng cña vËt liÖu gia c«ng tra b¶ng 5 –1; 5 – 2 (STCNCTM II).

nv

B n

750 ;

7 , 23

66 , 0 2

,

=

Trang 12

* Tính n:

5 , 99 30 14 , 3

37 , 9 1000

813 , 0 750

610 1

75 , 0

75 ,

42 , 9 7 , 931 60 1020

= P V

So với thuyết minh th của máy thấy: Ncg < [N]

Vậy máy làm việc đợc theo tính toán

Tính thời gian chạy máy:

Ta có:

t S

L L L T

.

2

1 + +

=

B Đối với khoan 2 lỗ tâm:

a Chiêu sâu cắt:

5 , 2 2

Trang 13

V Y m

q

S T

D C

.

=B¶ng 5-28 cã:

→ 0 , 4426 9 , 37

12 , 0 2 60

7 , 23

66 , 0 2

37 , 9 1000

024 , 1 610

5 7

7 , 0 2 , 0

4 , 0

14 , 3

78 , 46 1000

§èi chiÕu thuyÕt minh chän n = 2000 (v/phót)

Trang 14

Vậy: 31 , 42

1000

5 14 , 3 2000 1000

.

So sánh với thuyết minh th của máy thấy 2P0 < [P]

Vậy máy làm việc đảm bảo an toàn

c Tính công suất cắt:

227 , 0 9750

2000 11 , 1 9750

= =

= M n

So sánh Ncg < [N] vậy máy đảm bảo an toàn

III Nguyên công III Tiện thô và tiện trục φ86

1 Sơ đồ định vị và kẹp chặt nh hình vẽ

2 Phân tích nguyên công

- Định vị: Trục đợc gá trên 2 mũi tâm hạn chế 5 bậc tự do: Tịnh tiếntheo OY, tịnh tiến theo OX, tịnh tiến theo OZ, quay quanh OZ và quayquanh OY

- Chọn máy: Chọn máy tiện 1K62, công suất động cơ N = 7,5 (Kw)

- Chọn dao: Chọn dao tiện ngoài thân cong có góc nghiêng 900 gắnmảnh hợp kim cứng T15K6: h = 25; b = 16; L = 140; n = 7; l = 16; r = 1

Trang 15

c Tốc độ cắt:

V Y X m

S t T

C

.

=

T: Chu kỳ bền của dao Bảng 5 – 40 (STCNCTM II) tra đợc:

T = 60 phút

KV: Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt: KV = Kmv Knv Kuv

Kmv: Hệ số phụ thuộc vào chất lợng của vật liệu gia công tra bảng 5 –1; 5 – 2 (STCNCTM II)

nv

B n

750 ;

350

35 , 0 15 , 0 2 ,

14 , 3

209 1000

.

Trang 16

CP X Y n

n B mp

813 , 0 750

610 1

75 , 0

75 ,

47 , 268 68 , 455 60 1020

Đối với tiện tinh:

S t T

C

.

=

T = 60 phút

nv

B n

750 ;

K

Trang 17

Knv: Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt của phôi bảng 5-5 (STCNCTMII) chọn Knv = 0,8

Kuv: Hệ số phụ thuộc vật liệu của đợc cắt bảng 5-6 (STCNCTM II)chọn Kuv = 1

420

2 , 0 15 , 0 2 ,

14 , 3

86 , 278 1000

.

L L L T

.

2

1 + +

=

Trang 18

4 Nguyên công IV Tiện thô và tinh φ25

- Chọn dao: Chọn dao tiện ngoài thân cong có góc nghiêng 900 gắnmảnh hợp kim cứng T15K6: h = 25; b = 16; L = 140; n = 7; l = 16; r = 1

S t T

C

.

=

T = 60 phút

nv

B n

750 ;

Trang 19

35 , 0 15 , 0 2 ,

14 , 3

209 1000

1000

.

813 , 0 750

610 1

75 , 0

75 ,

81 , 208 66 , 475 60 1020

a Chiều sâu cắt:

t = 0,3 (mm)

b Lợng chạy dao

Trang 20

Lợng chạy dao theo bảng 5 – 14 (STCNCTM II) chọn S = 0,2 (mm/v)

V Y X m

S t T

C

.

=

T = 60 phút

nv

B n

750 ;

420

2 , 0 15 , 0 2 ,

14 , 3

301 1000

1000

.

Trang 21

TÝnh thêi gian ch¹y m¸y:

t S

L L L T

.

2

1 + +

=

Trang 22

5 Nguyên công V Tiện côn ngoài

- Chọn dao: Chọn dao cắt rãnh gắn mảnh hợp kim cứng T15K6: h =16; b = 10; L = 300; a = 1,3; r = 0,2

S t T

C

.

=

T = 60 phút

nv

B n

750 ;

Trang 23

35 , 0 15 , 0 2 ,

14 , 3

5 , 188 1000

1000

.

813 , 0 750

610 1

75 , 0

75 ,

1020

84 , 175 28 , 935 60 1020

a Chiều sâu cắt:

t = 0,5 (mm)

Trang 24

b Lợng chạy dao

Lợng chạy dao theo bảng 5 – 14 (STCNCTM II) chọn S = 0,2 (mm/v)

V Y X m

S t T

C

.

=

T = 60 phút

nv

B n

750 ;

420

2 , 0 15 , 0 2 ,

14 , 3

23 , 288 1000

.

Trang 25

Đối với tiện tinh thì không phải nghiệm lại công suất máy, ta chỉ cầnnghiệm công suất máy cho tiện thô Nếu tiện thô đảm bảo thì tiện tinh cũng

đảm bảo

Trang 26

Z B S t T

D C

.

=T: Chu kỳ bền của dao Bảng 5 – 40 (STCNCTM II) tra đợc:

T = 120 phút

Với Kv = Kmv Knv Kuv

nv B mv

Trang 27

→ 0 , 9632 53 , 37

12 10 06 , 0 25 , 4 120

80 5 , 68

1 , 0 1 , 0 2 , 0 3 , 0 25 , 0

25 , 0

14 , 3

37 , 53 1000

Z B S t C

.

10

=Tra bảng 5-41 (STCNCTM II) ta có:

Tra bảng 5-9 (STCNCTM II) ta có:

94 , 0 750

12 10 06 , 0 25 , 4 2 , 68 10

86 , 0

1 72 , 0 86 , 0

50 813 60 102

= =

= P V

Nghiệm công suất thấy Ncg < [N]

Trang 28

Đối với phay tinh:

q

Z B S t T

D C

.

T = 120 phút

nv B mv

86 5 , 68

1 , 0 1 , 0 2 , 0 3 , 0 25 , 0

25 , 0

14 , 3

9 , 66 1000

1000

.

Trang 29

- Chọn dao: Dao phay then hoa loại 1 có: D = 50 (mm), d = 13(mm); z

q

Z B S t T

D C

.

T = 60 phút

nv B mv

50 53

1 , 0 2 , 0 2 , 0 03 , 0 2 , 0

25 , 0

14 , 3

66 , 72 1000

.

Trang 30

d Tính lực cắt Pz:

Ta có: P x q z w y u MP

n D

Z B S t C

.

10

=Tra bảng 5-41 (STCNCTM II) ta có:

Tra bảng 5-9 (STCNCTM II) ta có:

94 , 0 750

40 6 01 , 0 15 2 , 68 10

0 86 , 0

1 72 , 0 86 , 0

575 , 74 2 , 193 60 102

= P V

Nghiệm công suất thấy Ncg < [N] = 7 0,75 = 5,25

Đối với phay tinh:

q

Z B S t T

D C

.

T = 120 phút

nv B mv

Trang 31

50 53

1 , 0 2 , 0 2 , 0 03 , 0 2 , 0

25 , 0

14 , 3

9 , 100 1000

Trang 32

8 Nguyên công VIII Nhiệt luyện

b Lợng chạy dao dọc:

Sthô = 0,6 H = 0,6 6 = 3,6 (mm/p)Stinh = 0,2 H = 0,2 6 = 1,2 (mm/p)

Vđá = 35 (mm/s)Vphôi thô = 20 (m/p)Vphtinh = 40 (m/p)

Trang 33

d Tính công suất cắt:

N = CN Vt tX SY dqBảng 5 – 56 (STCNCTM II) có:

→ N = 0,7 200,7 0,0150,5 3,60,5 = 1,32 (Kw)

Nghiệm công suất thấy Ncg < [N]

Định dạng
Số trang	44
Dung lượng	524,5 KB