do an gia cong co khi 2 DDH 30 8 2010

Với đồ án chế tạo bánh răng một chi tiết thờng gặp nhng rất quan trọng trong tất cả các máy thông dụng.. phân tích chức năng làm việc của chi tiết Truyền động bánh răng chiếm một vị tr

Mục lục

đầu .2

Phần 1: Phân tích chức năng làm việc của chitiết 2

Phần 2: Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chitiết 3

Phần 3: Xác định dạng sản xuất 6

Phần 4: Chọn phơng pháp chế tạophôi 9

Phần 5: Lập thứ tự các nguyên công .10

Phần 6: Tính lợng d cho một bềmặt 28

Phần 7 Tính chế độ cắt cho một nguyêncông 31

Phần 8: Tính thời gian gia công cơ bản cho tất cả cácnguyên công 33

Phần 9 Tính và thiết kế đồ gá 36

Muốn thực hiện “ Công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nớc”một trong những ngành cần quan tâm phát triển mạnh là cơ khíchế tạo vì cơ khí đóng vai trò quan trọng trong trong việc sảnxuất ra các thiết bị, công cụ cho mọi ngành kinh tế quóc dân, tạo

tiền đề cần thiết để các ngành này phát triền mạnh hơn.Để phục

vụ cho việc phát triển ngành cơ khí hiện nay chúng ta cần đẩymạnh đào tạo đội ngũ cán bộ kỹ thuật có trình độ chuyên môncao về các lĩnh vực, đội ngũ kỹ s và cán bộ kỹ thuật cơ khí đợc

đào tạo ra phải có kiến thức tơng đối rộng, đồng thời phải vậndụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề thờnggặp trong sản xuất

Kiến thức về công nghệ chế tạo máy là kiến thức không thể thiếu đợc của ngời kỹ s và cán bộ kỹ thuật về thiết kế và chế tạocác loại máy, các thiết bị phục vụ các ngành công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải

Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là một trong các đồ

án có tầm quan trọng đối với một sinh viên khoa cơ khí Đồ án giúp cho sinh viên hiểu và tự mình ứng dụng những kiến thức

đã học không những môn công nghệ chế tạo máy mà các môn khác nh: máy công cụ, dụng cụ cắt Đồ án còn giúp sinh viên nắm vững quy trình thiết kế , chế tạo một chi tiết cụ thể Với

đồ án chế tạo bánh răng một chi tiết thờng gặp nhng rất quan trọng trong tất cả các máy thông dụng

Đợc sự giúp đỡ và hớng dẫn tận tình của thầy giáo- Ngô Đăng Huỳnh thuộc Bộ Môn Chế Tạo Máy – Khoa Cơ Điện , đến nay đồ

án môn học của em đã hoàn thành Nhng với kiến thức có hạn , cha có kinh nghiệm trong thiết kế chế tạo máy và kỹ thuật gia công cơ khí chắc chắn rằng không thể tránh đợc sai sót Em mong đợc nhận sự chỉ bảo , hớng dẫn thêm để hoàn thiện hơn khối kiến thức đã học Em xin chân thành cảm ơn !

Hà Nội - Ngày 10/

03/2012

Sinh viờn: Đào Duy Hng

1 phân tích chức năng làm việc của chi tiết

Truyền động bánh răng chiếm một vị trí rất quan trọng, chúng là những cơ cấu đóng vai trò chủ yếu trong hầu hết các máy nh : ô tô máy kéo, máy công cụ, máy nông nghiệp

Bánh răng có ảnh hởng trực tiếp đến chất lợng làm việc,

an toàn và chất lợng của máy

Nhiệm vụ chính của bánh răng là truyền chuyển động từ trục này sang trục khác và để biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến và ngợc lại

Tuỳ theo vị trí tơng đối giữa các trục có các loại truyền

động bánh răng nh trờng hợp hai trục song song, trờng hợp haitrục cắt nhau, trờng hợp hai trục chéo nhau, truyền động bánhrăng thanh răng So với các truyền động cơ khí khác, truyền

động bánh răng có nhiều u điểm nổi bật nh: khích thớc nhỏ,khả năng tải lớn, hiệu suất cao, tuổi thọ cao, làm việc chắcchắn, tỉ số truyền cố định làm việc tốt trong phạm vi côngsuất tốc độ và tỷ số truyền khá rộng Tuy nhiên truyền độngbánh răng có nhợc điểm là đòi hỏi chế tạo chính xác, có nhiềutiếng ồn khi vận tốc lớn chịu va đập kém

Phần làm việc chính của bánh răng là các răng , nó làm việctrong điều kiện thờng xuyên bị va đập mạnh chịu tải trọng

Mòn răng , cắt đứt chân răng.

Bề mặt profin tiếp xúc xảy ra hiện tợng hao mòn, tróc rỗ

Bề mặt bánh răng chịu ứng suất lớn , chịu mài mòn khi

ma sát hay cọ sát , tiếp xúc với môi trờng và có thể

- Đảm bảo bánh răng chịu tải trọng tĩnh và va đập

t-ơng đối cao , bề mặt có thể bị mài mòn

- Sau khi thấm cacbon trong lò liên tục ( dùng khí thiênnhiên , khí thu nhiệt và amoniac ) ở nhiệt độ 880 -

980 º C , bánh răng đợc tôi trực tiếp trong dầu nóng ,

bể muối ở nhiệt độ 160 - 250 ºC

- Cách chế tạo nh vậy có thể rút ngắn đợc thời gian vànhiệt độ thấm , nâng cao tính chống mài mòn vàgiảm độ biến dạng

Thành phần hoá học của mác thép trên là :

%C = 0,17 - 0,23 % Si = 0,40

%Mn = 0,70 -1,00 %P = 0,035

%S = 0,035 %Cr = 0,3 - 0,6 %Mo = 0,15 - 0,2

Ta thờng dùng thép có hàm lợng Cr 0,5% hay 1,00 % chủyếu để cải thiện tính tôi ( tôi đợc trong dầu ) và nâng cao đợcmột phần độ thấm tôi Nếu chỉ dùng thép Cr thì chỉ làm đợccác chi tiết máy nhỏ (đờng kính 20 – 40 ) và hình dạng tơng

đối phức tạp nh bánh răng Chúng có thể đạt đợc yêu cầu caohơn sau khi hoá tốt

2 phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết

Hình dáng lỗ phải đơn giản, vì nếu hình dáng phức tạp sẽ phải dùng máy rơvônve hoặc máy bán tự động để gia công

Điều đó làm tăng đáng kể thời gian gia công , tăng giá thành sảnxuất

Mặt ngoài của bánh răng phải đơn giản Bánh răng có tính công nghệ cao nhất là bánh răng không có gờ, không có moay ơ

Gờ của mặt ngoài chỉ nên bố trí ở 1 phía , nếu có gờ ở 2 phía thì thời gian và số lợng các máy gia công sẽ tăng

Bề dày của mặt phải đủ để tránh biến dạng nhiệt luyện Hình dáng và kích thớc của các rãnh ( nếu có ) phải thuận tiện cho việc thoát dao.

Kết cấu bánh răng phải tạo điều kiện cho việc gia công nhiều dao một lúc

Kích thớc khuôn khổ của bánh răng :Yếu tố này có ảnh hởng

đến cách chọn thiết bị và dụng cụ cắt răng, đồng thời ảnh ởng tới độ chính xác gia công vành răng và phơng pháp gá đặt bánh răng trên trên máy

h-Hình dạng của bánh răng :Yếu tố này có ảnh hởng tới việc chọn máy gia công đến phơng pháp gia công phôi và đến ph-

ơng pháp chọn chuẩn công nghệ , Hình dáng bánh răng hợp lý tạo

điều kiện rút ngắn thời gian, hạ giá thành sản phẩm

Hình dáng và vị trí của vành răng:Yếu tố này ảnh hởng tới chuẩn công nghệ và phơng pháp cắt răng Chiều rộng rãnh thoát dao nhỏ nhất phụ thuộc vào mô đun của bánh răng

Biến dạng của bánh răng trong quá trình nhiệt luyện :Yếu

tố này là một phần cơ bản của tính công công nghệ của bánh răng Ngoài ra hình dáng của bánh răng cũng bị thay đổi,

chẳng hạn vòng tròn trở thành ô van, hình trụ trở thành hình côn

Để giảm độ biến dạng cần có chế độ nhiệt luyện tối u cần có nguyên công ram trớc khi thấm than, chạy rà răng, nhiệt luyện trong khuôn, sử dụng kết cấu hợp lý, sự dụng đồ gá để sửa tinh mặt chuẩn

3.Xác định dạng sản xuất

Trong chế tạo máy ngời ta phân biệt 3 dạng sản xuất : + Sản xuất đơn chiếc

V: thể tích của chi tiết(dm )

:trong lợng của vật liệu do vật liệu là thép nên = 7,852 kG/dm

Tính thể tích của chi tiết.

KL:theo b¶ng 1.1trang 19 d¹ng s¶n xuÊt ë ®©y lµ d¹ng s¶n xuÊt hµng khèi

4 chọn phơng pháp chế tạo phôI

Loại phôi đợc xác định theo kết cấu của chi tiết , vật liệu

điều kiện , dạng sản xuất cụ thể của từng nhà máy, xí nghiệp

địa phơng Chọn phôi tức là chọn phơng pháp chế tạo phôi , xác

định lợng d, kích thớc và dung sai của phôi

Với bánh răng chế tạo bằng thép thờng hoá chúng ta có thể chọn phôi dập – phôi dập dùng cho các chi tiết trục răng côn, trục răng thẳng, các loại bánh răng Phôi đợc chế tạo trên máy búa nằm ngang hoặc dập đứng

Phơng pháp dập có hai phơng án gia công là phơng án dậpnóng và phơng án dập nguội Để dễ dàng cho việc dập và giảmthời gian gia công em chọn phơng án dập nóng

Đặc điểm của phơng án dập nóng là có nhiều cách khácnhau nh: dập trong khuân hở, dập trong khuân kín, ép và độtdập, dập trong khuân cối lắp ghép Trên máy rèn ngang, uấn, éphớng kính, chồn ép Trên máy ép điện (đồng thời dùng điện đểnung nóng), chồn trên máy rèn đứng,dát, cán răng, cán ngang, dậptrên thiết bị tốc độ cao

Căn cứ vào từng phơng án em chọn phơng án dập trongkhuân kín Ưu điểm của phơng án này là giảm đợc lợng kim loại(do không có bavia)

Sơ đồ nguyên công

5 Thiết kế và lập thứ tự các nguyên công 5.1.Xác định chuẩn thanh định vị để gia công chi tiết

Khi gia công bánh răng trụ – răng thẳng có lỗ thì chuẩn

tinh thống nhất là mặt lỗ Chuẩn lỗ cũng chính là chuẩn tinh chính vì nó đợc dùng khi lắp ráp Do vậy khi gia công phôi ta chú ý đến gia công lỗ Ngoài lỗ có thể chọn mặt đầu làm

chuẩn Trong trờng hợp đó lỗ và mặt đầu phải gia công trong 1 lần gá để đảm bảo độ vuông góc giữa mặt đầu và đờng tâmlỗ

5.2.Lập sơ bộ các nguyên công:

- Nguyên công 1 : Phay mặt đầu thứ nhất, thứ hai

- Nguyên công 2 : Khoan- vát mép- doa: trên cùng một đồ gá

ta lần lợt thực hiện cả ba quá trình cắt gọt

- Nguyên công 3 : Tiện tròn ngoài và vát mép

- Nguyên công 4 : Xọc rãnh then

- Nguyên công 5 : Phay răng- cắt răng bằng phơng pháp lăn răng cho năng suất cao , đáp ứng đợc dạng sản xuất hàng khối.

- Nguyên công 6 : Nhiệt luyện , nguyên công này đợc tiến hành sau khi đã cắt răng để tăng thêm độ cứng của bề mặt răng

- Nguyên công 7 : Vê tròn đầu răng

- Nguyên công 8 : Mài đờng kính ngoài để nâng cao độ bóng, nguyên công mài đợc tiến hành sau khi nhiệt luyện

để đạt độ bóng cao hơn

- Nguyên công 9 : Kiểm tra

5.3Thiết kế các nguyên công cụ thể:

5.3.1.Nguyên công 1 : Phay mặt đầu thứ nhất

Lập sơ đồ gá đặt: chi tiết đợc định vị ở mặt đầu 3 bậc tự

do và khối chữ V

Kẹp chặt: Dùng miếng kẹp để kẹp chặt chi tiết, hớng của

lực kẹp từ phải sang trái, phơng của lực kẹp cùng phơngvới phơng của kích thớc thực hiện Để tăng độ cứng vững

- Công suất động cơ : 4 kW.

- Số cấp chạy dao : 16

- Giới hạn vòng quay (v/p) : 63 – 1900

- Số cấp tốc độ : 16

Chọn dao: Để phay mặt đầu ta tra bảng 4 – 79b trang 366

[1] chọn dao trụ gắn mảnh hợp kim cứng T15K6 dạng xoắn vít (loại này để phay thô các mặt phẳng có chiều sâu cắt lớn).Dao có cácthông số sau:

Kv = Kmv.Knv.Kuv

Kmv: Hệ số phụ thuộc vào độ cứng chi tiết gia

Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là:

Chế độ

cắt

Thứ tự

Dụngcụ

V (m/ph)

S(lựơngchạydao)

T (bớctiếndao)

N(sốvòngquay)

T( thờigiannguyêncông)

T(tuổibền)phút

Kẹp chặt: Dùng cơ cấu tay quay vào khối chữ Vdi động

Chọn máy: Máy khoan đứng 2H150: có các thông số kỹ

-Số cấp chạy dao : 9

Chọn dao: Mũi Doa bằng thép gió đờng kính D = 50( mm)

, dao vát mép bằng thép gió đờng kính D = 54 mm

L ợng d gia công: Gia công 2 lần với lợng d khoan Zb1 = 1,3

mm và lợng d Doa Zb2 = 0,15 mm

Chế độ cắt:

-Xác định chế độ cắt cho Khoan: Chiều sâu cắt t = 1,8

mm, lợng chạy dao S = 1,2 mm/vòng, tốc độ cắt theo bảng Vb = 76 mm/phút.(theo bảng 5-107,108 trang 98 tài liệu[3] )

Ta tra đợc các hệ số phụ thuộc:

k1 : Hệ số phụ thuộc vật liệu gia công (theo bảng 5-1 trang

6 tài liệu [3])

k1 = 0,77

k2 : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt (theo bảng

5-6 trang 8 tài liệu[3]) k2=1

k3 : Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan (theo bảng 5-31 trang 25 tài liệu [3] ) k3 = 1

Vtt = 59( m/phút).

-Xác định chế độ cắt cho Doa Chiều sâu cắt t = 0,15 mm, ợng chạy dao S = 1mm/vòng, tốc độ cắt Vb = 10 m/phút.(theo bảng 5-116 trang 107 tài liệu[3]

l-Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt bằng côngthức:

V (m/ph)

S(lựơ

ngchạydao)

T (bớctiếndao)

N(sốvòngquay)

T( thờigiannguyêncông)

T(tuổibền)phút

1 ( Khoan ) Thep

gio

2 ( Doa ) Thép

gió

5.3.3 Nguyên công 3 : Tiện tròn ngoài -Vát mép

Lập sơ đồ gá đặt : sử dụng loại trục gá hình trụ kết hợp với vai

chốt hạn chế 5 bậc tự do

Kẹp chặt :băng cách xiêt chặt đai ốc vào trục gá.

Chọn máy: tra bảng 9.3 trang 16 [ 4 ] chọn máy T616 có các

Dịch chuyển lớn nhất dọc ; 750 mm

Ngang; 190 mmPhạm vi bớc tiến dọc: 0,06 - 3,34 mm/vòng, ngang : 0,041 - 2,47 mm/ ph

Chọn dao:tra bảng 4.5 trang 295 [1] chọn dao tiện ngoài thân

cong gắn mảnh hợp kim cứng có các thông số sau :

H = 10 mm , B = 10 mm , L = 60 mm, l = 30 mm, r = 0,5 mmLượng dư gia cụng :a = 1.4 mm Bảng 3.120 trang 265[2]

Chế độ cắt : ta có chiều sâu cắt t = 0,5 mm, lợng chạy dao s

V (m/ph)

S(lựơngchạydao)

T (bớctiếndao)

N(sốvòngquay)

T( thờigiannguyêncông)

T(tuổibền)phút

5.3.4.1 Sơ đồ nguyên công

5.3.4.2 Phân tích nguyên công

Định vị: Chi tiết được định vị trờn mặt phẳng A, hạn chế 3 bậc tự do, và mặt

ngoài hạn chế 2 bậc tự do

Kẹp chặt: Chi tiết được hạn chế 5 bậc tự do.

Chọn mỏy: Mỏy xọc 7A412 [3] cú:

- Chiều dài hành trỡnh xọc 10 ữ 1000 (mm)

- Khoảng cỏch từ mặt ngoài của giỏ dao tới ụ: 320 (mm)

- Khoảng cỏch từ mặt bàn tới đầu dưới của dao xọc: 200 (mm)

- Đường kớnh bề mặt làm việc của bàn: 360 (mm)

- Dịch chuyển lớn nhất của bàn: Dọc: 350

Ngang: 280

- Gúc nghiờng của đầu xọc: ± 50

- Tiết diện lớn nhất cuả dao: 16x24

- Số hành trỡnh kộp của dao xọ trong 1 phỳt: 52; 67; 101; 210

- Lượng chạy dao của bàn sau 1 hành trỡnh kộp của dao xọc:

Dọc: 0,1ữ1Ngang: 0,1ữ1Trũn: 0,067ữ0,67

- Cụng suất động cơ truyền dẫn chớnh: 0,8 ữ 1,5 (Kw)

- Cỏc kớch thước: Dài: 1950

Rộng: 980 Cao: 1825

- Khối lượng: 1200 (kg)

- Dụng cụ cắt: T15K6

5.3.4.3 Gia công

- Chế độ cắt:

V (m/ph)

S(lù¬ngch¹ydao)

T (bíctiÕndao)

N(sèvßngquay)

T( thêigiannguyªnc«ng)

T(tuæibÒn)phót

6

5.3.5 Nguyên công 5: Phay răng

Lập sơ đồ gá đặt: Chi tiết đợc định vị trên trục gá

dao của dao phay lăn răng, định vị mặt phẳng 3 bậc tự do, chốt trụ ngắn 2 bậc, chi tiết đợc định vị 5 bậc tự do

Kẹp chặt: Dùng 1 bu lông kẹp rút thông qua bạc để không

làm ảnh hởng đến bề mặt chi tiết Trục gá đợc truyền chuyển động bởi mâm cặp 3 chấu từ bàn cặp và một mui tâm để truyền chuyển động quay

Chọn máy: Máy phay lăn răng 5K310 Công suất của máy

Nm = 1.5kW

Chọn dao: dao phay trục vít loại liền khối, có mô đun

m0= 3 (mm) đờng kính ngoài là D=80 mm, chiều dài

112( mm), số rãnh thoát phoi Z0=10 ( theo bảng 4-106 trang 384 tài liệu [1])

Lợng d gia công: gia công răng có chiều sâu là 7 mm.Gia công thô:

Chế độ cắt: Chiều sâu cắt t = 3.2 mm, lợng chạy dao S

= 1.5 (mm/vòng),

tốc độ cắt V = 42( m/phút) theo bảng 5-192 trang 173tài liệu [3] Các hệ số hiệu chỉnh:

K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm và cơ tính của thép - k1 = 0,77

K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt gia công và chu kỳ bền của dao - k2 = 0,8

K3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay - k3 =1

Vậy tốc độ tính toán là: vt = vb.k1.k2.k3 = 42.0,77.0,8.1 = 26(m/phút)

Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là:

Số vòng quay của dao : n = = = 79 (vong/ph)

Chế độ

cắt

Thứ tự

Dụng cụ

V (m/ph)

S(lựơ

ngchạydao)

T (bớctiếndao)

N(sốvòngquay)

T( thờigiannguyêncông)

T(tuổibền)phút

- Chiều sâu thấm: (1,4 1,5)mm

- Thiết bị lò tôi cao tần 60kW

- Tôi bề mặt bằng dòng điện cao tần (tôi cao tần) cho dòng

điện xoay chiều tần số cao (f = 500 – 10000000 Hz) chạyqua vòng cảm ứng, bên trong có đặt chi tiết cần tôi Dohiện tợng cảm ứng điện từ, ở lớp bề mặt chi tiết có dòng

điện cao tần chạy qua làm cho lớp bề mặt chi tiết đợc nungnóng rất nhanh đến nhiệt độ tôi, sau đó phun chất làmnguội nhanh thì lớp bề mặt chi tiết sẽ đợc tôi cứng, còn lõikhông đợc tôi Phơng pháp này có u điểm là năng suất cao,chất lơng bề mặt sản phẩm sau khi tôi cao tuy nhiên đầu

t thiết bị đắt tiền và thờng dùng cho sản xuất hàng loạt,hàng khối

- Nhiệt độ nung: 830 C , Môi trờng làm nguội : nớc

5.3.7 Nguyên công 7: Vê tròn đầu răng

- Sơ đồ gá đặt: dùng đồ gá định vị và kẹp chặt nh nguyên

công cắt răng

- Chọn máy: máy vê răng 5582 , có đặc tính kỹ thuật

Đờng kính lớn nhất của bánh răng cần gia công :500mm

Mô đun lớn nhất của bánh răng là 8mm

Công suất động cơ 1,7kw

Tốc độ chuyển động v/ph: 100-1600-2500

- Chọn dao: Dùng dao phay ngón

- Chế độ cắt: Chiều sâu cắt t = 2mm; bớc tiến có thể điềuchỉnh bằng tay;