đồ án công nghệ quy trình gia công bánh răng trong

Đồ án công nghệ thiết kế quy trình gia công bánh răng trong bao gồn thiết minh và bản vẽ A0,bản vẽ lồng phôi,bản vẽ đồ gá,bản vẽ chi tiết mô tả quá trình thiết kế gia công bánh răng trong hỗ trợ các bạn trong quá trình làm đồ án công nghệ.

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU

LỜI NÓI ĐẦU

Như chúng ta đã biết công nghiệp hóa hiện đại hóa luôn là đề tài cho sự pháttriển của các nước trên thế giới Công nghiệp hóa bao giờ cũng gắn liền với cơ khíhóa Do đó, nghành Cơ Khí Chế Tạo Máy là một trong những nghành mũi nhọnkhông kém phần quan trọng Đặc biệt là đối với nước ta: một nước đang trongquá trình hội nhập, tiếp thu và vận dụng những thành tựu khoa học - kỹ thuật tiêntiến, hiện đại nhằm đưa đất nước tiến lên theo con đường công nghiệp hóa vàhiện đại hóa

Để đáp ứng yêu cầu của thời đại, cũng như cũng cố lại kiến thức đã học và tăngcường khả năng tư duy sáng tạo trong nghành chế tạo máy nên em đã nhận được

đề tài “Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết Bánh Răng Trong” Đây là

chi tiết dùng để điều truyền sự chuyển động của các bộ phận máy Do công dụngcủa chi tiết được sử dụng hầu hết trong các thiết bị máy móc nên nhu cầu tiêu thụcủa chi tiết trên thị trường rất là cần thiết

Vì vậy, mục tiêu của việc thiết kế là nhằm đáp ứng yêu cầu trên, nâng cao chấtlượng sản phẩm, tình trạng công nghệ, đáp ứng thỏa mãn những đòi hỏi của thịtrường, nâng cao chất lượng và năng suất sản xuất

Việc thiết kế qui trình công nghệ gia công chi tiết “Bánh Răng Trong“ cần đạt

yêu cầu về độ chính xác của các bề mặt lổ, mặt phẳng, cần nhẳn bóng và độ vuônggóc của các bề mặt với nhau Từ các yêu cầu trên ta phải thiết kế một qui trìnhcông nghệ hợp lý từ khâu tạo phôi cho đến khâu tạo thành chi tiết hoàn chỉnh Trên cơ sở đó ta phải thiết kế đồ gá, tính toán chế độ cắt, lượng dư gia công chotừng nguyên công một cách hợp lý để đạt hiệu quả kinh tế Một sản phẩm có thể

có nhiều phương án công nghệ khác nhau, việc thiết kế qui trình công nghệ phải

so sánh và chọn lọc ra được một phương án công nghệ hợp lý nhằm đảm bảo yêucầu về chất lượng và giá thành

Được sự giúp đỡ tận tình của các thầy giáo, đặc biệt là thầy: ThS: Huỳnh Văn

Sanh đã giúp em hoàn thành đồ án môn học này Tuy nhiên do thời gian có hạn

trong một đồ án môn học nên chắc chắn sẽ còn nhiều thiếu sót Em rất mongđược sự chỉ bảo của các thầy cô trong bộ môn Chế tạo máy

Em xin chân thành cảm ơn thầy: ThS: Huỳnh Văn Sanh đã giúp đỡ em hoànthành đồ án này!

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN

PHẦN 1: PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC VÀ YÊU CẦU CỦA SẢN PHẨM

1 Nhiệm vụ thiết kế.

- Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết Bánh Răng Trong

2 Phân tích chi tiết gia công.

- Dựa vào bản vẽ chi tiết ta thấy được Bánh Răng Trong

là một chi tiết dạng trụ tròn Bánh răng trong là một chi tiết quan trọng được sửdụng nhiều trong các bộ truyền Bánh răng trong nhận nhiệm vụ là truyền động,

bề mặt được làm việc chủ yếu là răng trong

- Trên bánh răng có nhiều mặt phải gia công với độ chính xác khác nhau, và cũng

có nhiều bề mặt không phải gia công Bề mặt làm việc chủ yếu là bề mặt răng phíatrong

- Chi tiết làm việc trong điều kiện rung động và thay đổi tải trọng, do vậy khi giacông các bề mặt cần đảm bảo được độ chính xác vị trí tương quan giữa các bềmặt nhằm giảm rung động trong quá trình làm việc

- Đối với việc gia công chốt của bánh răng, cần phải gia công chính xác để đảmbảo khi lắp ghép tránh sai số lớn về kích thước giữa các bề mặt

- Mặt ngoài Ø440 ta cần gia công với độ nhám bề mặt Rz20 để đảm bảo gá đặtchi tiết khi gia công các bề mặt khác

- Đường kính chân răng Ø390

-Đường kính đỉnh răng Ø367.5

-Đường kính vòng chia Ø380

-Độ không đồng tâm giữa mặt lỗ và đường tròn cơ sở(vòng chia nằm trongkhoảng 0.05-0.1mm.

-Mặt lỗ và các cổ trục của trục răng được gia công độ chính xác cấp 7,độ nhám

bề mặt Ra=1.25

-Các bề mặt khác được gia công cấp chính xác 8,độ nhám bề mặt Rz20

PHẦN 2: ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

1.Xác định dạng sản xuất:

1.1.Sản lượng chi tiết cần chế tạo:

- Sản lượng hàng năm chi tiết được xác định theo công thức: N=N1.m.(1+(α+β)/100 ).)/100 )

- Trong đó :

+ N: Là số chi tiết sản xuất trong 1 năm

+ N1: Là số sản phẩm sản xuất trong 1 năm Với (N1=7000)

+ m: Là số lượng chi tiết trong 1 sản phẩm với (m=1)

+ α: Là lượng sản phẩm dự phòng do sai hỏng khi tạo phôi Với (α=4%).)

+ β)/100 ).: Là lượng sản phẩm dự trù do hỏng hóc và phế phẩm trong quá trình gia công.Với (ᵦ=6%).)

- Vậy : N1= 7000.1.(1+(4+6)/100 ) = 7700

1.2 Khối lượng chi tiết:

- Sau khi xác định được sản lượng hàng năm của chi tiết N ta phải xác định trọnglượng của chi tiết

- Trọng lượng của chi tiết được xác định theo công thức: Q1 = V.γ (kg)

- Trong đó:

+ Q1 :Khối lượng của chi tiết (kg)

+ γ: Khối lượng riêng của vật liệu (kg/cm3) Với thép 45 [γ=7,8(kg/dm3)].γ=7,8(kg/dm3)]

- Trong đó : V = V1 – V2

V2= π 〖367.5〗^2/4 74=7849396,87 (mm3)

V=V1-V2=11251928,25-7849396,87 =3402531,38 (mm^3) -Từ đó suy ra : Q1 = V.γ

=3402531,38 10^(-7).7,8= 2.65(kg)

-Tra bảng (2.6) ta chọn được dạng sản xuất Hàng Khối

PHẦN 3 CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

+ 0,05 + 0,03 + 0,05

3.2.Phương pháp chế tạo phôi:

- Dựa vào kết cấu của mẫu và các phương pháp tạo phôi đã tham khảo nên tachọn phương pháp đúc vì:

+ Gía thành chế tạo vật đúc rẻ

+ Thiết bị đầu tư ở phương pháp này tương đối đơn giản nên đầu tư thấp

+ Phù hợp với sản xuất hàng khối

+ Độ nhám bề mặt, độ chính xác phôi đúc

- Phương pháp tạo phôi phụ thuộc vào rất nhiều vấn đề như chức năng và kết cấu

chi tiết máy trong cụm chi tiết máy, vật liệu sử dụng, yêu cầu kỹ thuật, hình dáng

bề mặt và kích thước của chi tiết, quy mô và dạng sản xuất

- Kết cấu của chi tiết không phức tạp nhưng vật liệu của chi tiết là thép C45 nên

ta dùng phương pháp đúc, ứng với sản xuất hàng khối nên ta chọn phương phápđúc trong khuôn kim loại,mẫu kim loại.

-Phôi đúc đạt cấp chính xác cấp 12÷14

- Độ nhám bề mặt Rz= 200 (µm)

- Sau khi đúc cần có nguyên công làm sạch và cắt ba via

Kết cấu khuôn kim loại dùng để đúc chi tiết.

7 Lòng khuôn trên.

8 Mặt phân khuôn.

9 Ruột (lõi).

10 Lòng khuôn dưới.

3.3: Tắnh lượng dư gia công bề mặt ử440

+Để đạt được kắch thước gia công như yêu cầu ta phải thực hiện gia công qua nhiều nguyên công, tại mỗi nguyên công ta phải hớt đi một lớp kim loại trên phôi để thay đổi hình dạng kắch thướt của phôi cho đạt yêu cầu kỷ thuật.

+Lớp kim loại bị hớt đi đó chắnh là lượng dư gia công, lượng dư gia công này phải hợp lý bởi vì:

Ớ Lượng dư gia công quá lớn sẽ làm tiêu tốn nguyên vật liệu, tổn hao lao động, chi phắ để gia công cao làm cho giá thành của sản phẩm tăng lên và giảm tắnh cạnh tranh.

Ớ Ngược lại nếu lượng dư gia công quá bé thì khi gia công có thể xảy

ra hiện tượng trượt giữa dao với chi tiết do đó dao sẽ chóng mòn và bề mặt gia công không đạt được độ bóng cần thiết.

*Tắnh toán lượng khi gia công bề măt ử440 quy trình công nghệ

để gia công mặt ử440 gồm 2 bước đó là tiện thô và tiện tinh.

Để xác định lượng dư nhỏ nhất khi gia công ta dùng công thức: 2Zbmin=2(Rza+Ta+√❑a2+ ❑b2 )

Trong đó:

zmin: Lượng dư gia công nhỏ nhất.

RZa : Chiều cao trung bình của lớp nhấp nhô bề mặt

do bước công nghệ sát trước để lại.

T a : Chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt do bước công nghệ sát trước để lại.

ρa : Sai lệch về vị trí không gian của chi tiết do công nghệ sát trước để

lại (độ song song, độ cong vênh, độ lệch tâm…).

 : Sai số gá đặt do nguyên công đang thực hiện gây ra.

Tra theo bảng 3.2/trang70 và 3.4/trang71 (trong hướng dẫn thiết kế đồ

án công nghệ chế tạo máy) ta có được các thông số chất lượng bề mặt của chi tiết:

do vậy : 2Zbmin=2(Rza+Ta+√❑a2+ ❑b2)

+Lượng dư gia công cho bước tiện thô:

=c+k=k(do c=0) tra bảng (2.14) TKĐACNCTM , ta được : k=80(m) +Mặt khác, a=cv = 161

+Trong đó : : chính là độ cong vênh hình học của phôi.

L: là chiều dài của phôi

+Trong đó k được tra trong bảng (3.7) TKĐACNCTM.Như vậy

Zbmin=200+300+√66.62+ 802=604 (m)

+Căn cứ vào bảng 3.4 sách TKĐACNCTM ta có được các giá trị sau:

a=cv=66.6 (m)

+Vậy lượng dư :Zbmin=150+150+√66.6 2 +80 2=404(m)

(bảng1)

+Trong đó : Cột 7 được xác định bằng kích thước nhỏ nhất trên bảng vẽ

cộng với lượng dư tính ở cột 6

+Cột 9 được tính bằng cách làm tròn theo chữ số dung sai của cột 7

+Cột 10 bằng dung sai ở cột 8 cộng với cột 9

Tính chi tiết: Bánh Răng Trong ,Vật liệu: Thép C45

Dung sai δ (µm)

Kích thước giới hạn

(mm)

Lượng dư (m)

4

220 440.5

14

440.09 4

3.3.3 Tra lượng dư các bề mặt còn lại:

+ Do chi tiết gia công được tạo phôi bằng cách dập thành một khối đặtcho nên lượng dư của các bề mặt như : lỗ , rãnh mặt bên, rãnh then cũng chính

là lượng phôi là thể tích của phôi phía trong cắt bỏ đi và có dung sai được chọnnhư sau:

+Đối với lỗ 13 lượng dư là 10mm

Đối với 2 mặt bên lượng dư là 3mm

PHẦN 4: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT

4.1: Phân tích các đặc điểm về yêu cầu kỹ thuật bề mặt cần gia công.

-Bánh răng trong là chi tiết dạng trụ Việc chọn chuẩn thô cho nguyên công này

rất quan trọng vì nó ảnh hưởng đến lượng dư gia công cũng như độ chính xác ở cácnguyên công tiếp theo

Với chi tiết bánh răng trong này ta có nhiều phương án chọn chuẩn thô.Nhưng để đảm bảo những yêu cầu chọn chuẩn thô ta sẻ chọn chuẩn thô là bề mặttrụ ngoài vì:

+ Bề mặt này có lượng dư gia công nhỏ và đều nên đảm bảo phân phối đủ và đềulượng dư gia công

+Nó có kích thước đủ lớn, cho phép gá đặt phôi thuận lợi trên đồ gá

+Nó cho phép đạt được độ song song của 2 mặt bên của chi tiết

+ Bề mặt gia công là mặt phẳng nên tạo thuận lợi cho việc gia công và gá đặt chitiết nhanh khi gia công và lắp ráp

+ Đảm bảo vị trí tương quan giữa các lỗ và mặt đáy với độ dịch chuyển sai khác lànhỏ

+Mặt bên sau khi gia công sẽ được sử dụng để gia công các mặt còn lại

4.2.Tiến trình gia công:

Tiến trình công nghệ:

395,vạt cạnh

-Nguyên công 5: xọc răng

-Nguyên công 6: tôi cải thiện HB 200-300

-Nguyên công 7: kiểm tra

4.3.Bản vẽ lồng phôi:

(bản vẽ A3 kèm theo)

4.4.Trình tự các nguyên công:

Nguyên công 1:khỏa mặt,tiện mặt tròn xoay ∅440,vạt cạnh ngoài.-sơ đồ định vị (hình dưới )

-định vị: định vị bằng mâm cặp 3 chấu tự định tâm

-kẹp chặt: để tạo lực kẹp chặt dữ chi tiết cố định trên trục khi có gia công

Sau khi kẹp chặt chi tiết ta tiến hành gia công theo các bước sau:

+khỏa mặt 1

+tiện tinh bề mặt tròn xoay ∅440-0.12mm

-chọn máy gia công :chi tiết được gia công trên máy tiện vạn năng T630 của LIÊN

XÔ công suất của động cơ là 7,5kw

-chọn dao:dung dao tiện có gắng mảng hợp kim T15K6

Nguyên công 2: Khỏa mặt 2 để được 74 −0.5,vạt cạnh ngoài.Tiện lỗ ∅367.5.Tiện bậc

lỗ ∅395,vạt 2 cạnh

Sơ đồ định vị như hình trên

Các bước gia công:

-chọn máy gia công :chi tiết được gia công trên máy tiện vạn năng T630 của LIÊN

XÔ công suất của động cơ là 7,5kw

-chọn dao:dung dao tiện có gắng mảng hợp kim T15K6

Nguyên công 3: Khoan 2 lỗ ∅ 13

-sơ đồ định vị (hình bên )

kẹp chặt:để cố định chi tiết trên đồ gá ta sử dụng mối ghép ren để tạo lực kẹpchặt giữ chi tiết cố định trên trục khi gia công sau khi chi tiết được kẹp chặt ta

-chọn máy gia công:chi tiết được gia công trên máy khoan cần K125 của Liên Xôcông suất động cơ 2,8kw còn hiệu suất n=0,8

Nguyên công 4:gia công 12 lỗ M12

-chọn máy gia công:chi tiết được gia công trên máy khoan cần K125 của Liện Xôcông suất động cơ 2,8kw còn hiệu suất n=0,8

-chọn dao: dùng mũi khoan thép gió để khoan lỗ M12

-lượng dư gia công :

-chế độ cắt :t=4mm n=1008 (vg/ph) còn S=0,17(mm/vg)

-Sau đó dùng mũi ta rô để gia công 12 lỗ ren M12

Nguyên công 5:gia công biên dạng của bánh răng

-sơ đồ định vị (hình trên)

-định vị…

-kẹp chặt:để cố định chi tiết trên đồ gá ta sử dụng mối ghép rên để tạo lực kẹpchặt giữ chi tiết cố định trên trục khi gia công.sau khi chi tiết được kẹp chặt ta tiếnhành gia công biên dạnh răng bằng dao xọc răng chuyên dùng

-chọn máy gia công:chi tiết được gia công trên máy xọc răng

-chọn dao:sử dụng dao xọc răng bằng thép gió

Nguyên công 6:Mặt răng tôi cao tần h=1,4-1,6 HRC40

Nguyên công 7:Kiểm tra độ vuông góc của mặt G và mặt B.

-Ta dùng đồ gá chuyên dùng để kiểm tra độ vuông góc của mặt đầu và bề mặtlỗ(đỉnh răng).Đế gá đồng hồ được định tâm bằng chính mặt lỗ cần kiểm tra nhờtrục gá,đồ gá có cữ chặt luôn tì sát vào mặt đầu.Sau đó ta quay đồ gá trên chi tiết

đi 360⁰,chỉ số trên đồng hồ sẽ cho ta biết độ không vuông góc giữa mặt đầu G và mặt B(đỉnh răng).

4.5.Chế độ cắt.

Nguyên công 1:

Do yêu cầu chỉ cần tính chế độ cắt cho một nguyên công trong toàn bộ quy trìnhgia công bánh răng Ta tính chế độ cắt cho nguyên công tiện 440mm.Vì các thong

số đó phục vụ cho việc thiết kế đồ gá sau này

Bước 2 : Tiện tinh bề mặt ᴓ440 đạt độ bóng bề mặt là : Rz=3.2(μmm¿,Zb=0,5(mm)

* Chế độ cắt của bước 1 : Tiện thô bề mặt 440 với chiều sâu cắt t=2 (mm), [Tra bảng 5.11 sổ tay CNCTM 2]

- Như vậy lượng chạy dao vòng là : S=1,4(mm/vòng)

- Như vậy tốc độ tính toán :

T m t x S❑y K v

Với :C v,m,x,y, là hệ số và các số mũ cho ở bảng (5-17)

T là trị số trung bình của tuổi bền khi gia công 1 dao T=30…60

- Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt phụ thuộc vào các điều kiện cắt cụthể : Kv=k mv.k nv.k uv=1.128x0.85x1=0.959

Thời gian gia công ;

- Như vậy lượng chạy dao vòng là : S=1,1(mm/vòng)

- Như vậy tốc độ tính toán :

T m t x S❑y K v

Với :C v,m,x,y, là hệ số và các số mũ cho ở bảng (5-17)

T là trị số trung bình của tuổi bền khi gia công 1 dao T=30…60

- Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt phụ thuộc vào các điều kiện cắt cụthể : Kv=k mv.k nv.k uv=1.128x0.85x1=0.959

k uv là hệ số phụ thuộc vào vật liệu của dụng cụ cắt tra trong bảng (5.6)(STCTM 2).

N= p z v

1020.60=126.1821020.60=0,37(Kw)

Thời gian gia công :

L Chiều dài bề mặt gia công

L1 Chiều dài ăn dao mm

L2 Chiều dài thoát dao

S Lượng chạy dao vòng

n số vòng quay hoặc hành trình kép trong 1 phút

- KẾT LUẬN : Ta có bảng tiến trình công nghệ nguyên công 1

- Như vậy lượng chạy dao vòng là : S=1,4(mm/vòng)

- Như vậy tốc độ tính toán :

T m t x S❑y K v

Với :C v,m,x,y, là hệ số và các số mũ cho ở bảng (5-17)

T là trị số trung bình của tuổi bền khi gia công 1 dao T=30…60

- Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt phụ thuộc vào các điều kiện cắt cụthể : Kv=k mv.k nv.k uv=1.128x0.85x1=0.959

- Như vậy lượng chạy dao vòng là : S=0,8(mm/vòng)

- Như vậy tốc độ tính toán :

T m t x S❑y K v

Với :C v,m,x,y, là hệ số và các số mũ cho ở bảng (5-17)

T là trị số trung bình của tuổi bền khi gia công 1 dao T=30…60

- Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt phụ thuộc vào các điều kiện cắt cụthể : Kv=k mv.k nv.k uv=1.128x0.85x1=0.959

+ Trong đó :

k nv là hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt của phôi tra trong bảng(5.5) (STCTM 2).

k uv là hệ số phụ thuộc vào vật liệu của dụng cụ cắt tra trong bảng (5.6)(STCTM 2)

Pz=10.339.0,51.0,80,5.210-0,4.0,57=101 (N)

- Công suất cắt :

N= p z v

1020.60=101.2101020.60=0,34(Kw)

Thời gian gia công :

n số vòng quay hoặc hành trình kép trong 1 phút

Nguyên công 3 : Khoan lỗ ᴓ13.

Chọn mũi khoan vật liệu là thép hợp kim Do phải phân chia lượng dư giacông nên ta chọn đường kính mũi khoan nhỏ hơn kích thướt trên bản vẽ Vậychọn D=13 (mm), L=180 (mm), l=85(mm) [γ=7,8(kg/dm3)].Tra bảng 4.42 sổ tay công nghệ chế tạomáy tập I]

+Do vậy chiều sâu cắt: t=D2=132 =6,5(mm), Tra lượng chạy daoS=0,39 (mm/vòng) tốc độ cắt V = 20 m/phút Ta tra được các hệ số phụ thuộc: