ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO BÁNH RĂNG CÔN XOẮN

Đồ án tốt nghiệp thiết kế quy trình công nghệ chế tạo bánh răng côn xoắn 1.PHÂN TÍCH SẢN PHẨM, CHỌN PHÔI2.THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT KẾ PHÔI 3.THIẾT KẾ QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ 4.THIẾT KẾ ĐỒ GÁ

Trang 1

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

CHUƠNG 1 4

PHÂN TÍCH SẢN PHẨM, CHỌN PHÔI 4

1.1 Phân tích kết cấu chi tiết và các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết 4

1.2 Tính công nghệ trong kết cấu 5

1.3 Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi 5

CHUƠNG 2 8

THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT KẾ PHÔI 8

2.1 Thiết kế tiến trình công nghệ gia công 8

2.2 Xác định luợng dư gia công và kích thuớc phôi 12

CHƯƠNG 3 13

THIẾT KẾ QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ 13

3.1 Nguyên công 1: Khỏa mặt, khoan tâm 13

3.2 Nguyên công 2: Tiện côn 17

3.3 Nguyên công 3: Tiện mặt đầu, tiện côn, vê góc 19

3.4 Nguyên công 4: Tiện thô ngoài, vát mép, tiện ren 24

3.5 Nguyên công 5: Phay rãnh then 30

3.6 Nguyên công 6: Tiện ngoài, vát mép 33

3.7 Nguyên công 7: Phay rãnh then 39

3.8 Nguyên công 8: Phay răng côn xoắn 41

3.9: Nguyên công 9 Mài tròn ngoài 43

3.12: Nguyên công 12 Kiểm tra 48

CHƯƠNG 4 49

THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CHO NGUYÊN CÔNG 1 VÀ NGUYÊN CÔNG 5 49

4.1 Thiết kế đồ gá cho nguyên công 1 49

4.1 Sơ đồ gá đặt 49

4.2 Chế độ cắt 50

4.3 Tính lực kẹp và cơ cấu kẹp 50

4.4 Tính sai số chế tạo đồ gá 52

4.5 Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá 53

4.6 Nguyên lí làm việc của đồ gá 53

4.2 Thiết kế đồ gá cho nguyên công 5 54

4.2.1 Sơ đồ gá đặt 54

4.2.2 Chế độ cắt 55

4.2.3 Tính lực kẹp và cơ cấu kẹp 55

4.2.4 Tính sai số chế tạo đồ gá 57

4.2.5 Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá 58

4.2.6 Nguyên lí làm việc của đồ gá 58

KẾT LUẬN 59

TÀI LIỆU THAM KHẢO 60

Trang 2

LỜI NÓI ĐẦU

Ngành Chế tạo máy là một ngành có vị trí rất quan trọng trong nền kinh

tế quốc dân Đây là một ngành nghề được đào tạo gần như ở tất cả các trường

Đại học và Cao đẳng trên cả nước Sinh viên ngành Chế tạo máy sau khi ra

trường sẽ là các kĩ sư, các kĩ thuật viên, các cán bộ kĩ thuật về thiết kế, chế tạocác loại máy và các trang bị cơ khí phục vụ các ngành kinh tế như công nghiệp,nông nghiệp, giao thông vận tải, điện lực,…vv

Đồ án tốt nghiệp là bắt buộc đối với sinh viên ngành Chế tạo máy cũng

như đối với tất cả các sinh viên ngành kĩ thuật khác Quá trình thực hiện đồ ántốt nghiệp sẽ giúp sinh viên vận dụng hiệu quả các kiến thức đã học để gải quyếtmột vấn đề nào đó thường gặp trong kĩ thuật cũng như trong thực tế sản xuất

Đề tài tốt nghiệp của ngành Chế tạo máy rất đa dạng và phong phú nhưng

tập trung vào một số mảng đề tài chính như: Lập quy trình công nghệ gia côngmột sản phẩm cơ khí nào đó, thiết kế dụng cụ cắt, thiết kế dụng cụ kiểm tra, thiết

kế và gia công khuôn,…, hoặc là nghiên cứu ứng dụng một phần mềmCAD/CAM nào đó để lập chương trình gia công các chi tiết máy phức tạp haygia công khuôn mẫu trên các máy CNC

Tuy các lĩnh vực của ngành Cơ khí Chế tạo máy rất đa dạng và phongphú Nhưng ở bất kì công ty, nhà máy hay doanh nghiệp nào thì cũng phải giacông các sản phẩm cơ khí Tức là phải lập quy trình công nghệ gia công cho cácsản phẩm cơ khí đó Đây cũng chính là công việc mà sinh viên ngành Cơ khíChế tạo máy sau khi ra trường thường phải đảm nhận tại nơi mình làm việc

Mặt khác khi lập quy trình công nghệ gia công một sản phẩm cơ khí trongmột điều kiện sản xuất nhất định sẽ giúp sinh viên củng cố được các kiến thức

đã học như kiến thức về Dung sai lắp ghép, kiến thức về Đồ gá, kiến thức vềCông nghệ chế tạo máy,…vv Đó là những kiến thức nền tảng giúp sinh viên saukhi ra trường có thể khai thác một cách có hiệu quả các máy móc trang thiết bị

Trang 3

trong nghành cơ khí Đồng thời đó cũng là cơ sở để sinh viên có tìm hiểu, tiếpcận và nghiên cứu các lĩnh vực khoa học kĩ thuật khác.

Chính vì những lí do đó nên em chọn đề tài tốt nghiệp về lĩnh vực lập quytrình công nghệ gia công chi tiết cơ khí Với nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp là

“Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết Bánh răng côn xoắn chủ động cụm cầu xe tải có trọng tải từ 2 tấn đến 2.5 tấn” bản thân em đã rất cố gắng để

hoàn thành đúng tiến độ và đảm bảo chất lượng Tuy nhiên, do trình độ bản thâncòn nhiều hạn chế, thời gian làm đồ án có chút eo hẹp, đồng thời đồ án đượcthực hiện song song với các nhiệm vụ học tập khác và các công việc khác Dovậy, nội dung đồ án của em không tránh khỏi những thiếu xót, sẽ có chỗ chưahợp lí, giải pháp công nghệ chưa được tối ưu Em rất mong nhận được sự góp ýcủa thầy cô và bạn bè để em có thể củng cố, bổ xung những kiến thức còn thiếu,còn yếu cho bản thân

Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo và các

thầy cô trong bộ môn, trong khoa đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em hoàn thành

đồ án của mình

Sinh viên thực hiện

Trang 4

CHUƠNG 1 PHÂN TÍCH SẢN PHẨM, CHỌN PHÔI 1.1 Phân tích kết cấu chi tiết và các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết.

 Kết cấu

Chi tiết Bánh răng côn xoắn chủ động Z8 là một chi tiết dạng trục răng côn

có cấu tạo tương đối phức tạp

Kết cấu bên ngoài của chi tiết là một trục bậc, trên đoạn trục ngoài cùng bêntrái được gia công răng côn xoắn, đoạn trục này có đường kính lớn hơn nhiều sovới các đoạn trục khác Các đoạn trục còn lại có sự chênh lệch đường kínhkhông lớn Nhưng trên 2 đoạn trục bên phải có ren và then hoa và rãnh then vát

Bánh răng côn xoắn chủ động Z8 được sử dụng trong cầu sau của xe vận tải

từ 2 tấn đến 2,5 tấn ; nó có tác dụng truyền chuyển động giữa hai trục vuông gócvới nhau Trên trục răng có rãnh then hoa để nhận mô men từ bộ truyền khác

Khi làm việc Bánh răng côn xoắn chủ động Z8 chịu lực phức tạp từ các bộ

truyền như lực ăn khớp của bộ truyền bánh răng côn, lực vòng, lực dọc trục Chitiết làm việc trong điều kiện bị mài mòn và bị va đập ở phần răng côn Đồngthời chi tiết còn chịu uốn và chịu xoắn

 Yêu cầu kỹ thuật

Khi gia công chi tiết Bánh răng côn xoắn chủ động Z8 cần đạt được nhiều

yêu cầu kỹ thuật khác nhau về độ chính xác kích thước, độ nhám bề mặt, về sailệch hình dạng và về vị trí tương quan giữa các bề mặt làm việc

Các cổ trục tham gia lắp ghép phải gia công đạt độ chính xác cao về kíchthước (cấp chính xác 6), đạt độ nhẵn bóng bề mặt cao (độ bóng cấp 7)

Phần răng côn trên trục khi gia công cần đảm bảo chính xác về biên dạngrăng và góc côn, góc xoắn của trục răng

Trang 5

Ngoài ra cần đảm bảo vị trí tương quan giữa các bề mặt tham gia lắp ghép.

Đó chính là độ đồng tâm và độ đảo hướng kính giữa các cổ trục tham gia lắpghép với nhau và độ đồng tâm giữa các cổ trục đó so với phần răng côn

Nhìn chung chi tiết đòi hỏi các yêu cầu kỹ thuật rất cao về vị trí tương quangiữa các bề mặt Phần răng côn xoăn và phần then hoa cũng đòi hỏi phải đảmbảo rất nhiều thông số phức tạp

1.2 Tính công nghệ trong kết cấu

Chi tiết có tính công nghệ tương đối tốt Khi gia công các cổ trục có thểtiến và thoát dao dễ dàng, có thể nâng cao năng suất bằng cách ghép dao

Đường kính các đoạn trục giảm dần về một phía tạo điều kiện thuận lợicho quá trình gia công

Tuy nhiên tỉ số giữa chiều dài và đường kính của trục lớn nên cần dùngchuẩn tinh chính là 2 lỗ tâm để gia công các cổ trục

Đường kính các cổ trục tham gia lắp ghép có kích thước không theo tiêuchuẩn, điều này không thuận lợi cho việc đo kiểm khi gia công

Các cổ trục cần mài không có rãnh thoát đá, để đạt được các góc lượn trêntrục cần sửa đá khi mài

1.3 Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi

Từ việc phân tích kết cấu và các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết ta có một sốphương án chọn phôi và chế tạo phôi như sau

Trang 6

Đúc trong khuôn kim loại chất lượng tốt hơn, năng suất cao hơn, khuôn dùng

được nhiều lần nhưng chỉ phù hợp với chi tiết có khối lượng nhỏ Chi tiết Bánh

răng côn xoắn chủ động Z8 có kích thước và khối lượng nhỏ nên phù hợp với

phương pháp đúc trong khuôn kim loại

Đối với dạng sản xuất loạt vừa nên chọn phương pháp đúc trong khuôn kimloại để cho phôi đúc có chất lượng tốt, lượng dư gia công nhỏ và giảm chi phícho việc chế tạo khuôn

Tuy nhiên, đối với phôi đúc thì cơ tính tổng hợp của chi tiết không tốt, kémdẻo dai, không chịu được va đập

 Phôi rèn tự do

Rèn tự do thì không cần phải chế tạo khuôn nhưng năng suất thấp, lượng dưgia công lớn và chất lượng phôi phụ thuộc nhiều vào tay nghề người thợ

Đối với chi tiết Bánh răng côn xoắn chủ động Z8 có cấu tạo đơn giản nên có

thể tạo phôi bằng phương pháp rèn

Để nâng cao năng suất và giảm lượng dư gia công cắt gọt có thể rèn lần cuốitrong khuôn đơn giản

So với phôi đúc thì rèn tự do có chi phí tạo phôi thấp hơn và cơ tính của phôitốt hơn

So với phôi rèn thì chi phí chuẩn bị phôi của phôi cán thấp hơn nhưng chi phícho việc gia công cắt gọt cao hơn Đồng thời cơ tính tổng hợp không tốt bằngphôi rèn Cũng có thể chọn phôi cán sau đó dập sơ bộ để đạt được phôi có hình

Trang 7

dáng gần giống với hình dáng của chi tiết Như vậy có thể cải thiện cơ tính củaphôi.

 Phôi dập

Phôi dập chất lượng phôi tốt, lượng dư gia công nhỏ, cơ tính tốt, năng suấtchế tạo phôi cao nhưng chi phí chế tạo khuôn lớn

Đối với chi tiết Bánh răng côn xoắn chủ động Z8 cần phải dập qua nhiều lần,

như vậy phải chế tạo nhiều khuôn, chi phí tạo phôi cao hơn so với các phương

án tạo phôi khác

So với phôi rèn tự do chi phí để chuẩn bị phôi dập cao hơn, nhưng của phôithì tương đương nhau Như vậy hiệu quả kinh tế cảu phôi dập thấp hơn so vớiphôi rèn tự do

Từ những phân tích trên ta có thể chọn phương án chế tạo phôi là Rèn tự

do (rèn lần cuối trong khuôn đơn giản).

Hình dáng của phôi như sau:

Hình 2.1: Hình dáng của phôi

Trang 8

CHUƠNG 2 THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT KẾ PHÔI

2.1 Thiết kế tiến trình công nghệ gia công.

Đối với chi tiết Bánh răng côn xoắn chủ động Z8 cần đảm bảo độ chính

xác về kích thước và độ nhẵn bóng của các cổ trục tham gia lắp ghép, đảm bảo

độ đồng tâm giữa các cổ trục tham gia lắp ghép

Để đạt được độ chính xác về kính thước và độ nhẵn bóng của các bề mặttham gia lắp ghép cần gia công lần cuối bằng phương mài tròn ngoài

Độ đồng giữa các cổ trục lắp ghép đạt được bằng cách dùng hai lỗ tâmlàm chuẩn tinh chính để gia công các cổ trục

Chuẩn thô được chọn là mặt ngoài và vai trục

Với dạng sản xuất hàng loạt vừa, nếu gia công trên các máy vạn năngtruyền thống ta nên chọn đường lối công nghệ gia công là phân tán nguyên công

và sử dụng các đồ gá chuyên dùng để nâng cao năng suất và chất lượng giacông

Nếu gia công trên các máy chuyên dùng, máy bán tự động, đặc biệt là cácmáy CNC ta có thể nâng cao năng suất và chất lượng gia công vượt trội so vớiphương án gia công trên các máy vạn năng Khi đó, một nguyên công ta có thểgia công được nhiều bề mặt, đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan giữa các

bề mặt tốt hơn, tránh được sai số gá đặt tích lũy qua các nguyên công Đồngthời, chi phí về đồ gá sẽ giảm đi (do số lượng nguyên công sẽ giảm), kết cấu đồ

gá sẽ đơn giản hơn (không cần các cơ cấu dẫn hướng, so dao), chi phí về dụng

cụ cắt cũng giảm xuống (do một dụng cụ cắt có thể gia công được nhiều bề mặt

và không cần thiết phải sử dụng các dụng cụ cắt gia công lỗ theo tiêu chuẩn).Hơn nữa, ở những nguyên công cơ thời gia máy lớn một công nhân có thể vậnhành được nhiều máy CNC cùng một lúc, điều này sẽ làm giảm chi phí về conngười cũng như công tác quản lí con người trong sản xuất

Trang 9

Từ những phân tích trên ta có tiến trình công nghệ như sau:

- Dao phay, mũi khoan tâm.-Khối

V định

vị ,

mỏ kẹp

2 Tiện

côn

T620 - Dao

tiện ngoài

- Mũi tâm, tốc kẹp

Trang 10

V định

vị , chốt định vị

- Mỏ kẹp

Trang 11

7 Phay

then hoa

6H12 - Dao

phay ngón

- Đầu phân độ

Trang 12

12 Kiểm

tra

- Đồng

hồ so

- Mũi tâm

2.2 Xác định luợng dư gia công và kích thuớc phôi

Phôi đúc rèn cấp chính xác I Kết cấu của phôi gồm ba đoạn đường kính.Kích thước đường kính và kích thước chiều dài của phôi được xác định theo ‘Sổtay gia công cơ”

Theo bảng 1.34 trang 37 “Sổ tay gia công cơ” ta có hình dáng và kíchthước phôi như sau:

Hình 2.1: Hình dáng và kích thước phôi.

Trang 13

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ 3.1 Nguyên công 1: Khỏa mặt, khoan tâm.

Hình 3.1: Nguyên công 1.

a Cấu trúc nguyên công.

+ Nguyên công có 1 lần gá, 2 bước công nghệ

- Bước 1: Khỏa mặt đầu

- Bước 2: Khoan tâm

+ Chuẩn định vị: Chi tiết được định vị 5 bậc tự do

- Mặt trụ ngoài hạn chế 4 bậc tự do: dùng khối V

- Mặt vai hạn chế 1 bậc tự do: dùng vai khối V

+ Kẹp chặt: Dùng mỏ kẹp

+ Thiết bị: Từ yêu cầu kỹ thuật của nguyên công ta chọn máy khỏa mặt – khoantâm chuyên dùng LC700-HS, thông số kỹ thuật cơ bản của máy như sau (theobảng 5.22 trang 468 “Sổ tay gia công cơ”):

- Chiều cao tâm máy: 102

Trang 14

- Công suất động cơ truyền động chính: 8 kW.

- Khoảng cách lớn nhất giữa hai mũi tâm: 400

+ Trang bị công nghệ

- Đồ gá chuyên dung

- Dụng cụ cắt: Dao phay mặt đầu, mũi khoan tâm

- Dụng cụ kiểm tra: thước cặp 1/20, ca líp nút

Trang 15

P V

Ta có Nc < Nđc.η = 8.0,8 = 6,4 kW Vậy máy đảm bảo cắt được

Trong đó Nc là công suất cắt, Nđc là công suất động cơ, η là hiệu suất củađộng cơ

Trang 16

 V = 30.0,75.0,55.0,15 = 23,4 (m/ph).

 Số vòng quay trục chính 1000 1000.23, 4 2484

3,14.4

V n

P V

Ta có Nc < Nđc.η = 10.0,8 = 8 kW Vậy máy đảm bảo cắt được

- Thời gian gia công cơ bản: 0

10

0, 25 500.0,12

L T

n S

Trong đó L là tổng chiều dài chạy dao, Lct là chiều dài bề mặt gia công, φ là gócnghiêng chính của dao

Trang 17

3.2 Nguyên công 2: Tiện côn.

+ Chuẩn định vị: Chi tiết được định vị 5 bậc tự do (dùng 2 mũi tâm)

+ Kẹp chặt: Dùng tốc kẹp

+ Thiết bị: Từ yêu cầu kỹ thuật của nguyên công ta chọn máy tiện T620, thông

số kỹ thuật cơ bản của máy như sau (theo bảng 5.22 trang 468 “Sổ tay gia côngcơ”):

- Công suất động cơ truyền động chính: 10 kW

Trang 18

P V

Trang 19

Trong đó Nc là công suất cắt, Nđc là công suất động cơ, η là hiệu suất củađộng cơ.

- Bước 1: Tiện mặt đầu

- Bước 2: Tiện côn

- Bước 3: Tiện đạt Φ28

- Bước 4: Vê góc

- Lỗ tâm bên trái hạn chế 3 bậc tự do: dùng mũi tâm cố định

- Lỗ tâm bên phải hạn chế 2 bậc tự do: dùng mũi tâm di động

Trang 20

+ Kẹp chặt: Dùng mũi tâm di động.

Trang 21

 Số vòng quay trục chính 1000 1000.128,9 1140,3

3,14.36

V n

P V

139 5

0,36 800.0,5

L T

Trang 22

Trong đó: V là tốc độ cắt tính toán; Vb là tốc độ cắt tra bảng; k1, k2, k3 là các hệ

P V

134

0,34 800.0,5

L T

Trang 23

- Lượng tiến dao: Theo bảng 2.63 trang 192 “Sổ tay gia công cơ” ta có S = 0,6

P V

Trang 24

62

0,15 800.0,5

L T

n S

Trong đó L là tổng chiều dài chạy dao

3.4 Nguyên công 4: Tiện thô ngoài, vát mép, tiện ren.

- Bước 1: Tiện ngoài Φ36,7

- Bước 2: Tiện đạt Φ19,8

- Bước 3: Tiện vát mép

- Bước 4: Tiện ren

- Lỗ tâm bên trái hạn chế 3 bậc tự do: dùng mũi tâm cố định

- Lỗ tâm bên phải hạn chế 2 bậc tự do: dùng mũi tâm di động.+ Kẹp chặt: Dùng mũi tâm di động

Trang 25

Trang 26

 Số vòng quay trục chính 1000 1000.128,9 1140,3

3,14.30,5

V n

P V

72 5

0,3 1000.0,3

L T

Trang 27

Trong đó: V là tốc độ cắt tính toán; Vb là tốc độ cắt tra bảng; k1, k2, k3 là các hệ

P V

15 5

0,07 1000.0,3

L T

Trang 28

- Lượng tiến dao: Theo bảng 2.62 trang 192 “Sổ tay gia công cơ” ta có S = 0,34

P V

Trang 29

36 5

0,13 1000.0,3

L T

Trang 30

 Lực cắt thực tế Pz = 240.0,75.1,0 = 180 kG.

 Công suất cắt . 180.123,6 2,64

6120 6120

z c

P V

36 5

0,13 1000.0,3

L T

Định dạng
Số trang	60
Dung lượng	1,22 MB