Đồ án công nghệ chế tạo máy gia công bánh răng

Đồ án công nghệ chế tạo máy gia công bánh răng 1. TÝnh n¨ng sö dông, ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña chi tiÕt b¸nh r¨ng: B¸nh r¨ng trô r¨ng th¼ng ®­îc dïng ®Ó truyÒn chuyÓn ®éng quay gi÷a hai trôc song víi nhau. C¸c b¸nh r¨ng th­êng lµm viÖc trong m«i tr­êng chÞu t¶i träng lín, chiu ¸p lùc cao. Víi chi tiÕt b¸nh r¨ng ®­îc giao ®­îc chÕ t¹o tõ thÐp C45, ®©y lµ b¸nh r¨ng lµm viÖc trong m«i tr­êng chÞu t¶i träng trung b×nh 2. Ph©n tÝch yªu cÇu kü thuËt chi tiÕt b¸nh r¨ng: • §é kh«ng ®ång t©m gi÷a mÆt lç vµ ®­êng trßn c¬ së n»m trong kho¶ng 0.05 – 0.1 • §é ®¶o h­íng kÝnh cña vßng chia víi Ф28 < 0.03 • §é kh«ng vu«ng gãc gi÷a mÆt ®Çu vµ ®­êng t©m lç n»m trong kho¶ng 0.01 0.015(mm) 100 mm ®­êng kÝnh

Lời nói đầu

Trớc những nhiệm vụ đặt ra cho ngành chế tạo máy, vấn đề chất lợng của việc đào tạo kỹ s thành thạo nghiệp vụ có một ý nghĩa đặc biệt Ngời kỹ s thiết kế phải nắm vững các phơng pháp hiện đại trong việc tính toán và thiết kế các máy móc cao tốc, tự

động hoá, có năng suất cao cũng nh phải biết làm thế nào để chế tạo ra các chi tiết trong các loại máy đó Một chi tiết đợc chế tạo

ra ngoài phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật đề ra còn phải làm sao cho giá thành thấp nhất

Muốn làm đợc việc đó, sinh viên – là những kỹ s tơng lai phải học tập những lý luận cơ bản của môn học công nghệ chế tạo máy, ứng dụng một cách thành thạo các lý thuyết của nó để chế tạo ra sản phẩm với chất lợng đạt yêu cầu và giá thành thấp nhất.Vì thế, bên cạnh việc học giáo trình Công nghệ chế tạo máy theo chơng trình giảng dạy, sinh viên bắt buộc phải làm đồ án môn học Nội dung bản đồ án là thiết kế quá trình công nghệ gia công một chi tiết cụ thể nào đó

Khi thiết kế đồ án môn học sinh viên sẽ củng cố đào sâu và

mở rộng những kiến thức lý thuyết, phát huy tinh thần độc lập sáng tạo của sinh viên để giải quyết một bài toán thực tế cụ thể

Đề tài em đợc nhận là thiết kế quá trình công nghệ gia công chi tiết bánh răng Để hoàn thành đợc bản thiết kế này em đã đợc

sự hớng dẫn tận tình của thầy giáo Nguyễn Trọng Khanh Nhân

đây em xin đợc chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Trọng

Khanh đã giúp đỡ em để em có thể hoàn thành đợc bài tập này.

Sinh viên

Phần I phân tích chi tiết gia công

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 hai trục song với nhau Các bánh răng thờng làm việc trong môi trờng chịu tải trọng lớn, chiu áp lực cao Với chi tiết bánh răng đợc giao đợc chế tạo từ thép C45, 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 Ф28 < 0.03

• Độ không vuông góc giữa mặt đầu và đờng tâm lỗ nằm trong khoảng 0.01- 0.015(mm) / 100 mm đờng kính

• Độ chính xác kích thớc lỗ đạt cấp 7

• Nhám bề mặt răng Ra=2.5

• Độ cứng bề mặt đạt 35 HRC

• Cấp chính xác của bánh răng đạt cấp 6

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 Ra2.5

4 Phân tích và đánh giá tính công nghệ trong kết cấu

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

• Ưu điểm trong kết của bánh răng:

phần Ii

xác định dạng sản xuất

Dạng sản xuất là một khái niệm kinh tế xã hội tổng hợp, nó phản ánh mối liên hệ qua lại giữa các đặc trng công nghệ và các hình thức tổ chức sản xuất để chế tạo sản phẩm đạt hiệu quả cao nhất Đặc trng của dạng sản xuất là sản lợng hàng năm, tính ổn

định của sản phẩm, tính lặp lại của quá trình sản xuất và mức độ chuyên môn hoá của sản xuất

Có nhiều quan điểm xác định dạng sản xuất Trong thực tế ngời ta chia dạng sản xuất ra 3 loại hình chính:

+ Dạng sản xuất đơn chiếc

+ Dạng sản xuất hàng loạt

+ Dạng sản xuất hàng khối Dạng sản xuất là một yếu tố quan trọng trong việc thiết kế quá trình công nghệ, vì nếu biết dạng sản xuất sẽ biết đợc các

điều kiện cho phép về vốn đầu t, trang thiết bị, nhân lực, để tổ chức sản xuất có hiệu quả cao nhất

Có nhiều cách để xác định dạng sản xuất, ví dụ:

+ Xác định theo hệ số chuyên môn hoá

+ Xác định theo trọng lợng sản phẩm

+ Xác định thêm sản lợng hàng năm và trọng lợng sản phẩm

ở đây sẽ dùng cách xác định dạng sản xuất theo sản ợng hàng năm và trọng lợng sản phẩm

l-1 Tính sản lợng cơ khí

- Sản lợng cơ khí là số sản phẩm thực tế cần chế tạo trong một năm Trong các nhà máy cơ khí sản lợng hàng năm thờng đợc tính theo sản lợng sản phẩm Căn cứ vào sản lợng kế hoạch đã đề ra ta

1

β α

m N

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

+ α - Số phần trăm dự phòng h hỏng do chế tạo chi tiết

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

Thay vµo (2) ta cã: V=629434( mm3)

Thay vµo (1) ta cã: Q1=629434.7,852.10-6=4.94 KG

3 Xác định dạng sản xuất

- Với Q1=4.94 KG, N=7420 chiếc/năm, Tra bảng 2<13>[2] ta

có dạng sản xuất là hàng khối

phần iIi

chọn phôi và phơng pháp chế tạo phôi

Việc xác định phơng pháp chế tạo phôi có y nghĩa rất quan trọng Nó quyết định tới chất lợng chi tiết gia công, quy trình công nghệ và giá thành của chi tiết gia công Phôi hợp lý là phôi

có hình dáng gần giống với hình dáng của chi tiết gia công Lợng

d gia công vừa đủ để hớt đi những sai hỏng khuyết tật trên phôi để tạo thành chi tiết hoàn chỉnh Lợng d lớn sẽ làm tăng khối lợng lao động, lãng phí vật liệu và sẽ đẩy giá thành của chi tiết lên cao.Xác định phơng pháp chế tạo phôi hợp lý, ta cần xét một số phơng pháp tạo phôi sau:

ợc một phần rỗ khí Giá thành phôi rẻ hơn so với rèn tự do

2 Phôi đúc:

Có rất nhiều phơng pháp đúc khác nhau nh đúc trong khuôn cát, đúc trong khuôn vỏ mỏng, đúc ly tâm, đúc áp lực Phôi đúc thờng dùng cho các dạng chi tiết gối đỡ, dạng hộp, dạng càng, trục Ưu điểm của phơng pháp đúc là có thể tạo hình đợc các loại phôi từ đơn giản đến phức tạp ở những phơng pháp đúc đặc biệt

cho phôi có lợng d nhỏ độ chính xác cao, các mặt không làm việc tuỳ theo yêu cầu có thể không gia công Lợng d của phơng pháp

đúc rất nhỏ so với rèn tự do Nhng dễ gây nên các vùng thiên tích

có cơ tính không đồng đều

Đúc dễ tự động hoá quá trình tạo phôi nhng không phải vật liệu nào cũng đem đúc đợc vì phụ thuộc vào tính chảy loãng và các tính chất lý hoá khác trong quá trình nóng chảy và đông đặc

3 Phôi rèn tự do:

Là phơng pháp biến dạng kim loại bằng áp lực, kim loại đợc biến dạng tự do theo các phơng trong không gian Phơng pháp tạo phôi này cho cơ tính của phôi tốt Nhng lợng d lớn sẽ đẩy số nguyên công tăng lên Chất lợng bề mặt xấu vì tồn tại các vết õxy hoá thoát các bon khi nung phôi, chất lợng giữa các phôi khó đảm bảo độ đồng đều Nhng khi rèn tự do giảm đợc các xọc nhánh graphit giảm độ không đồng đều ở các thép hợp kim và rèn tự do không phải chế tạo khuôn dập

4 Phôi dập :

Khác với rèn tự do ở phơng pháp này chi tiết đợc biến dạng trong lòng khuôn bằng kim loại với phôi ở trạng thái nung nóng Sau khi biến dạng sản phẩm thu đợc in hình dáng của khuôn dập Bằng cách này tạo đợc phôi có lợng d nhỏ, hình dáng tơng đối phức tạp, phôi có cơ tính cao, độ chính xác tơng quan đợc quyết

định bằng lòng khuôn hoàn toàn xác định trớc đợc Trong phôi dập lại chia ra thành phôi dập nóng và phôi dập nguội

* Phôi dập nguội : là phôi có một chiều có kích thớc nhỏ hơn chiều các chiều còn lại Ví dụ : dao phay đĩa, lỡi ca

* Phôi dập nóng : là phôi có chiều dày lớn, hình dạng phức tạp

5 So sánh các phơng án tạo phôi:

ở phơng pháp rèn và đúc phôi ta thấy nh sau, phôi rèn tự do dùng trong sản xuất đơn chíêc loạt nhỏ thì có lợi về mặt kinh tế vì không phải chế tạo khuôn mẫu Chính vì vậy ta không sử dụng phơng pháp trên cho sản xuất hàng khối Mặt khác với vật liệu là thép C45 không thể tiến hành đúc đợc, vì liên quan đến tính chảy loãng, hệ số điền đầy khuôn và các yếu tố nhiệt lý khác

ở phơng pháp phôi thép thanh chỉ phù hợp với các chi tiết dạng trục

Nói tóm lại với chi tiết bánh răng trụ răng thẳng ta chọn ờng pháp chế tạo phôi là phôi dập nóng Vì có hình dáng gần nh hình dáng của chi tiết gia công, lợng d nhỏ, có cơ tính của phôi dập thích hợp cho sản xuất hàng khối

ph-Phơng án phôi dập giải quyết đợc cả vấn đề về cơ tính, về độ chính xác và cả tính kinh tế của quy trình công nghệ

Khi dập không có nguyên công cắt đứt và nắn phôi nhng phải

có nguyên công làm sạch ba via

H×nh 2-B¶n vÏ ph«i dËp

+ Đảm bảo chất lợng chi tiết trong suốt quá trình gia công + Đảm bảo năng suất cao, giá thành hạ.

Từ 2 yêu cầu đó, ngời ta đề ra 3 nguyên tắc chung khi chọn chuẩn nh sau:

* Nguyên tắc thứ nhất: Khi chọn chuẩn phải xuất phát từ

nguyên tắc 6 điểm khi định vị để khống chế hết số bậc tự do cần thiết một cách hợp lý nhất Tuyệt đối tránh siêu định vị và thiếu

định vị Cũng có thể sử dụng sơ đồ thừa định vị, nhng trong nhiều trờng hợp tránh thừa định vị không cần thiết

* Nguyên tắc thứ hai: Chọn chuẩn sao cho lực cắt, lực kẹp

không làm biến dạng chi tiết gia công quá nhiều, đồng thời lực kẹp nhỏ để giảm sức lao động của công nhân

* Nguyên tắc thứ ba: Chọn chuẩn sao cho kết cấu đồ gá đơn

giản, sử dụng thuận lợi nhất và phù hợp với loại hình sản xuất

a) Chọn chuẩn tinh:

Khi chọn chuẩn tinh phải thoả mãn 2 yêu cầu :

+ Đảm bảo phân bố đủ lợng d cho các bề mặt mặt gia công + Đảm bảo độ chính xác về vị trí tơng quan giữa các bề mặt gia công

Từ 2 yêu cầu trên, ngời ta đề ra các lời khuyên khi chọn chuẩn tinh sau:

* Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính

* Cố gắng chọn chuẩn tinh sao cho tính trùng chuẩn càng cao càng tốt Tức là càng nhiều loại chuẩn trùng nhau càng tốt Nếu chọn đợc nh vậy sẽ giảm đợc sai số tích luỹ do chọn chuẩn

* Cố gắng chọn chuẩn tinh thống nhất cho nhiều lần gá đặt Nếu chọn đợc nh vậy sẽ giảm đợc chủng loại đồ gá nên giảm đợc chi phí, hạ giá thành

Căn cứ vào hình dạng kết cấu của chi tiết gia công có thể có các phơng án chọn chuẩn tinh nh sau:

Ph

ơng án 1: ( hình 3)

Chọn chuẩn tinh là mặt lỗ kết hợp với mặt đầu Mặt lỗ khống chế

4 bậc tự do, mặt đầu khống môt bậc tự do

- Đảm bảo phân bố đủ lợng d và đồng đều khi gia công mặt trụ ngoài

- Chi tiết gia công không bị biến dạng do lực kẹp, lực cắt vì kết cấu đồ gá cho phép phân bố lực kẹp trên suốt bề mặt đợc định vị

- Đảm bảo vị trí tơng quan giữa mặt ngoài và mặt lỗ với mặt

MÆt ®Çu khèng chÕ 3 bËc tù do, mÆt trô ngoµi khèng chÕ 2 bËc tù do

îc ®iÓm :

- Ph¹m vµo lêi khuyªn chän chuÈn tinh

- Ph¬ng ¸n III : (h×nh 5)

Hình 5Mặt trụ ngoài kết hợp với mặt đầu Mặt trụ ngoài khống chế 4 bậc

tự do, mặt đầu khống chế 1 bậc tự do

Ưu điểm:

- Đồ gá đơn giản

- Tháo lắp nhanh

Nhựơc điểm :

- Đây không phải là chuẩn tinh chính

Qua phân tích ba phơng án trên, ta chọn chuẩn tinh là phơng

án 1 có mặt lỗ kết hợp với mặt đầu

b, Chọn chuẩn thô

Khi chọn chuẩn thô phải thoả mãn 2 yêu cầu :

+ Phải đảm bảo phân bố đủ lợng d cho các bề mặt gia công + Đảm bảo độ chính xác về vị trí tơng quan giữa bề mặt gia công và bề mặt không gia công

Từ 2 yêu cầu đó ngời ta đa ra các lời khuyên khi chọn chuẩn thô nh sau:

* Theo một phơng kích thớc nhất định, nếu trên chi tiết gia công có một bề mặt không gia công thì nên chọn bề mặt đó làm chuẩn thô Nếu chọn nh vậy sẽ đảm bảo yêu cầu thứ 2

* Theo một phơng kích thớc nhất định, nếu trên chi tiết gia công có nhiều bề mặt không gia công thì nên chọn bề mặt nào có yêu cầu về độ chính xác tơng quan với bề mặt gia công cao nhất.

* Theo một phơng kích thớc nhất định, nếu trên chi tiết tất cả các bề mặt đều gia công thì nên chọn bề mặt nào mà ứng với phôi

có yêu cầu phân bố lợng d nhỏ và đều nhất làm chuẩn thô

* Theo một phơng kích thớc nhất định , nếu trên chi tiết gia công có nhiều bề mặt đủ tiêu chuẩn làm chuẩn thô thì nên chọn

bề mặt nào bằng phẳng, trơn chu nhất làm chuẩn thô

- Bề mặt chọn làm chuẩn có vị trí tơng quan cao so với các bề mặt đợc gia công.

- Phân bố đủ lợng d cho các bề mặt sẽ gia công là

bề mặt trụ ngoài, mặt lỗ, mặt đầu

Qua phân tích 2 phơng án trên ta chọn phơng án 2, mặt trụ nhỏ kết hợp với mặt đầu

1 Tiện thô mặt đầu, vát mép trụ, vát mép lỗ, khoét, doa 1K62

3 Khoả mặt đầu, tiện thô mặt trụ, vát mép lỗ, vát mép trụ 1K62

4 Tiện thô trụ φ40, tiện thô mặt A, tiện rãnh,

5 Tiện bán tinh φ176.5, tiện bán tinh φ40,

tiện bán tinh mặt A, tiện bán tinh mặt đầu nt

7 Nhiệt luyện

8 Tổng kiểm tra

KhoÐt lç Doa lç Dao tiÖn HKC T5K10 dao khoÐt P18 dao doa P18 M¸y 1K62

Nguyªn c«ng I :

1 S

Bø¬c Bø¬c 3:

2:

3 S

4:

Bø¬c 5:

Chuèt lç M¸y 7510 Dao chuèt P18

Nguyªn c«ng III: Kháa mÆt ®Çu, tiÖn mÆt trô

Kháa mÆt ®Çu TiÖn th« mÆt trô ngoµi V¸t mÐp lç

V¸t mÐp trô M¸y 1K62 Dao g¾n m¶nh HKC T5K10

1

S

:TiÖn th« trô Ø40 :TiÖn th« mÆt A : TiÖn r·nh : V¸t mÐp trô : M¸y 1K62 Dao g¾n m¶nh HKC T5K10

1 2 3 4 Bø¬c

W W A

3 S

Nguyªn c«ng V: TiÖn b¸n tinh mÆt trô φ 176.5, mÆt trô

φ40, mÆt A, mÆt ®Çu

:TiÖn b¸n tinh mÆt trô Ø176.5 :TiÖn b¸n tinh mÆt trô Ø40 :TiÖn b¸n tinh mÆt A :TiÖn b¸n tinh mÆt ®Çu M¸y 1K62

Bø¬c 4 3 2 1 Bø¬c Bø¬c Bø¬c

50

40

W

Phay r¨ng M¸y phay l¨n r¨ng 5K32 Dao phay l¨n r¨ng trôc vÝt P18

Nguyªn c«ng IX: Tæng kiÓm tra Nguyªn c«ng VIII: NhiÖt luyÖn

Phần V Tra chế độ cắt

- Nguyên công I: Tiện thô mặt đầu, tiện bán tinh, khoét, doa.

3 Sổ tay CNCTM, tập II,III,IV- Nguyễn Ngọc Anh 1976

9 Sổ tay CNCTM, tập II- PGS Nguyễn Đắc Lộc

10 Sổ tay CNCTM, tập I- Nguyễn Ngọc Anh 1976

11 Hớng dẫn thiết kế đồ án dao cắt- Trịnh Khắc Nghiêm-1991

Mục lục Lời nói đầu

Phần I- Phân tích chi tiết gia công Phần II- Xác định dạng sản xuất

Phần III- Chọn phôi và phơng pháp chế tạo phôi Phần IV- Thiết kế quá trình công nghệ Phần V- Tra lợng d

Phần VI- Tra chế độ cắt

Tài liệu tham khảo

Mục lục