Đồ án công nghệ chế tạo máy đại học công nghiệp hà nội

Phương pháp này chỉ thích hợp với sản xuất với sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ còn với phương pháp đúc, có thể đúc được rất nhiều các loại phôi như chi tiết dạng hộp, các loại càng [r]

LỜI NÓI ĐẦU

Có thể nói rằng với hầu hết nền kinh tế của các nước trên thế giới

thì nền công nghiệp đóng vai trò quan trọng nhất, đặc biệt là côngnghiệp nặng nói chung và ngành gia công sản phẩm nói riêng, nó luônđược đầu tư phát triển ngày một mạnh hơn

Hiện nay, nền công nghiệp trở thành ngành quan trọng bậc nhấttrong hệ thống các ngành kinh tế của đất nước Trong đó ngành giacông cơ khí đóng một vai trò hết sức quan trọng Nó không nhữngthúc đẩy các nghành kinh tế khác phát triển mà còn đóng góp mộtphần không nhỏ vào tổng thu nhập kinh tế của đất nước, bởi vậyngành công nghiệp gia công cơ khí luôn được tín trọng đầu tư pháttriển nhất là trong mấy năm vừa qua khi công cuộc CNH-HĐH đấtnước diễn ra mạnh mẽ thì ngành công nghiệp của nước ta phát triển vềtốc độ rất nhanh Vấn đề đặt ra là chúng ta phải sáng chế, sửa chữaphục hồi lại độ chính xác cho máy, để đưa máy trở lại làm việc đảmbảo tiến độ mà không tốn nhiều kinh phí Với xu thế HĐH như hiệnnay thì đội ngũ này ngày càng phải có trình độ kỹ thuật, tay nghề cao,

am hiểu về máy móc thiết bị và được đào tạo cơ bản về thực hiên côngviệc sửa chữa –bảo trì thiết bị một cách tốt nhất, đảm bảo cả về yêucầu kỹ thuật, an toàn mà chỉ với thời gian ít nhất

Qua thời gian làm đồ án môn học với đề tài em được giao là

“Thiết kế qui trình công nghệ gia công bánh răng trụ răng thẳng” Với

sự hướng dẫn tận tình của thầyNGUYỄN TRỌNG MAIvà sự giúp đỡcủa thầy cô trong trong khoa cơ khí Tuy nhiên sẽ không thể tránhkhỏi những thiếu sót, em mong nhận được sự đóng góp ý kiến của cácthầy cô, các bạn để đồ án của em được hoàn thiên hơn

Qua đây em xin chân thành cảm ơn các thầy cô đã giúp đỡ emtrong suốt thời gian học tập cũng như làm đồ án Đặc biệt làthầyNGUYỄN TRỌNG MAI., em mong muốn sẽ mãi nhận được sựchỉ dậy tạo điều kiện giúp đỡ của các thầy cô để em tiến bộ hơn Sựquan tâm chỉ dậy giúp đỡ của thầy cô đã giúp em có kết quả tốt tronghọc tập, sẽ có việc làm tốt phù hợp giúp em tự tin khi tiếp xúc vớicông việc của mình sau khi ra trường

Em xin chân thành cảm ơn !

Hà Nội, ngày … tháng…năm 2016

Sinh Viên

Lưu Ngọc Tú

CHỨC NĂNG ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT

I> Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết:

Chi tiết thuộc dạng thuộc dạng chi tiết điển hình dạng bánh răng

Do các bề mặt trong của bánh răng dùng để lắp ghép đòi hỏi độ chính xáckhi qua công rất cao khoảng cấp chính xác từ 7  10

- Dung sai chiều dài đạttừ 0,04 0,1mm

- Độ không vuông góc tâm lỗ so với với đường tâm lỗ 0,05/100mm chiều dài

- Độ nhám của các mặt trong Ra = 2.5 1.25 μmm ( 6 10)

- Do bánh răng thường xuyên chịu lực xoắn nên phải nhiệt luyệnđạt độ cứng từ 4548HRC.HRC

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

- Do bánh răng được chế tạo theo tiêu chuẩn nên lấy modun theotiêu chuẩn m= 1 ;2 ;2.25 ;3 ;3.5 ;4;…

- ởbánh răng đã cho trên ta có thể gai công được bằng dao tiệnthông thường (vật liệu cắt gọt là thép C45) ngoài ra do kết cấu của chi tiếtmột phần răngnên khi gia công độ cứng vững của chi tiết sẽ ảnh hưởngrất nhiều

- Khi gia công xong nhiệt luyện đảm bảo độ cứng làm việc,

Trong đó: N1: Số sản phẩn được sản xuất trong 1năm

m: Số chi tiết trong 1 sản phẩm

: Số chi tiết được chế tạo thêm = 6%

Trọng lượng của chi tiết: Q = 1.62 (Kg)

Theo phần mềm catia (modun mass) tính toán

Dạng sản xuất Q1:trọng lượng của chi tiết (Kg)

Sản lượng hàng năm của chi tiết (chiếc)

Dựa vào bảng 2 xác định các dạng sản xuất do chi tiết có trọng

lượng 1.62< 4(kg) và sản lượng hàng năm của chi tiết là5500(chiếc) trênđây là dạng sản xuất hàng loạt lớn

IV> Chọn phương pháp chế tạo phôi

Trong sản xuất phôi của bánh răng được chế tạo bằng nhữngphương pháp như dập nóng, rèn tự do hay là đúc

Đối với phương pháp chế tạo bằng phương pháp rèn tự do có ưuđiểm là giá thành hạ và phương pháp này cũng khá đơn giản nhưng trongsản xuất hàng loạt nếu áp dụng phương pháp này sẽ rất lâu không năngsuất Phương pháp này chỉ thích hợp với sản xuất với sản xuất đơn chiếc

và hàng loạt nhỏ còn với phương pháp đúc, có thể đúc được rất nhiều cácloại phôi như chi tiết dạng hộp, các loại càng phức tạp, các loại trục chữthập

Đúc được thực hiện trong khuôn cát, khuôn làm hai loại, trongkhuôn có vỏ mỏng và phương pháp đúc li tâm, đúc áp lực đúc theo mẫuchảy Phương pháp đúc còn rất thích hợp trong sản xuất hàng khối vì ưuđiểm của phương pháp này rất nhanh và năng suất

Nhưng do phôi để tạo bánh răng di trượt của ta chỉ là một khối trụhình tròn, dài có bậc nên ta chế tạo bằng phương pháp dập nóng Vì nếucùng phương pháp đúc thì không năng suất bằng dập nóng

Còn nếu chọn phôi thép ống thì lượng dư cắt gọt tuy lớn nhung hạgiá thành

Nói tóm lại phương pháp dập là phương pháp tối ưu để hạ giáthành sản phẩm

PHẦN II : TÍNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG CHO 1 BỀ MẶT

VÀ TRA LƯỢNG DƯ GIA CÔNG CHO CÁC BỀ MẶT

CÒN LẠI

1, Tính lượng dư gia công khi gia công trụ ngoài 160

Quy trình công nghệ gồm 2 bước : Tiện thô va tiện tinh

Lượng dư gia công được xác định theo công thức:

2Zmin=2(R zi−1+T i−1+√ρ i−12 +ε i2)

Tra theo bảng 4.8HRC.- HDTKĐAMHCNCTM ta có : k=0.7

l là chiều dài đoạn trục : l = 30 mm

 = 0 vì chuẩn định vị trùng với gốc kích thước.

ε k =140m (vì đường kính chi tiết =160 mm) : Sai số kẹp chặt tra

+ Bước tiện thô :

Sai lệch không gian còn lại sau khi tiện thô là:  = k  ( k = 0,05 )

Dung sai tiện thô σ =50m

Dung sai tiện tinh σ =20m

Dung sai phôi σ = 8HRC.00 m.

Sau thô: d max = 160,02 mm ; d min = 160,02 + 0,02 = 160.04mm

Sau tinh : d max = 161,8HRC.303mm; d min = 161,8HRC.303 + 0,05 = 161,8HRC.8HRC.03 mm

Kích thước của phôi : d max = 163,478HRC.2mm; d min = 163,478HRC.2+0.8HRC =

Tiện thô 50 50 35.5 140 161,8HRC.3 50 161,8HRC.8HRC. 161,8HRC.3 1650 2190 Tiện tinh 20 25 7 161,18HRC 20 161,14 160,02 160 190

2, Tra lượng dư cho các bề mặt còn lại.

Tra bảng 3.96-STCNCTM [1] ta có :

+ Lượng dư gia công mặt trụ ngoài là : 2,5 mm

+ Lượng dư gia công mặt đầu là : 2,5mm

+ Lượng dư gia công mặt lỗ là : 2,5 mm

Ø152 Ø160

Ø142

Ø120 14 35±0.5

Ø10±0.1

Chương III: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CỦA

CHI TIẾT

Đối với chi tiết dạng bánh răng đòi hỏi độ chính xác và độ đồngtâm cao Để đảm bảo yêu cầu này ta phải chọn chuẩn tinh thông nhất,đồng thời để đảm bảo độ đồng tâm của chi tiết ta phải chọn phương pháp

gá trên mâm cặp 3 chấu tự định tâm rồi tiện tinh từ phôi thô Xong lấy bềmặt vừa tiện làm chuẩn tinh để tiện các bề mặt khác của chi tiết

Vậy ta chia ra làm các nguyên công sau:

Nguyên công 1: Dập phôi

Nguyên công 2: Tiện mặt đầu khoét doa lỗ 35, vát mép 2x45°

Nguyên công 3: Tiện mặt đầu còn lại, trụ ngoài 160, vát mép 2x45°

Nguyên công 4: Xọc rãnh then

Nguyên công 5: Khoan 4 lỗ ∅ 10

Nguyên công 6: Phay lăn răng

Nguyên công 7: Nhiệt luyện

Nguyên công 8HRC.: Mài nghiền răng

Nguyên công 9:Kiểm tra

NGUYÊN CÔNG I :Dập phôi

Chi tiết được nung nóng đến nhiệt độ khoảng 900C, sau đó được chovào khuôn dập và được dập trên máy búa.

Loại máy M210, có đặc tính kỹ thuật:

- Động năng va chạm 1600 kGm

- Khối lượng danh nghĩa phần rơi: 630 kg

- Tốc độ va chạm đầu búa : 8HRC.0 lần/phút

- Hành trình lớn nhất của đầu búa : 1000mm

- Khoảng cách giữa hai trục : 400mm

- Khoảng cách từ đe tới nền : 8HRC.40mm

- áp suất hơi : 6  8HRC at

- Khối lượng máy không có đế đe : 7360 kg

- Khối lượng đế đe : 12600 kg

- Kích thước phủ bì của máy :

+ Dài : 2000mm+ Rộng : 128HRC.0mm+ Cao : 438HRC.0mmKhuôn được dùng là loại khuôn hở

NGUYÊN CÔNG II: Tiện mặt đầu, vát mép, khoét, doa35

1 Định vị: Dùng mâm cặp 3 chấu hạn chế 2 bậc tự do vào mặt trụ(căpngắn), chấu cặp tì vào mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do

3.3.6.2 Kẹp chặt bằng mâm cặp 3 chấu

3.3.6.3 Máy tiện 1A62

a)Bíc 1 : TiÖn mÆt ®Çu

-Chän dao : Dao tiÖn ngoµi ®Çu cong hoặc dao vai

+ yc : chiÒu dµi vµo c¾t (mm) : yc = 2 ( b¶ng 5.24) [9]

+ yvr : chiÒu dµi vµo ra cña dao (mm) yvr = 2 (b¶ng 5.25) [9]

+ Lc/r =12 (mm)

Theo thuyÕt minh m¸y ta chän nm = 325v/ph

- M« men khi khoÐt

⇒ M¸y lµm viÖc an toµn

- Thêi gian gia c«ng

Theo thuyÕt minh m¸y ta chän nm = 475 v/ph

- M« men khi doa nhá nªn cã thÓ bá qua

- Thêi gian gia c«ng

Theo thuyÕt minh m¸y ta chän nm = 750 v/ph

- Lùc c¾t vµ m« men xo¾n khi khoan

⇒ M¸y lµm viÖc an toµn

- Thêi gian gia c«ng

NGUYÊN CÔNG III: Tiện mặt đầu còn lại, tiện tru ngoài 160, vát mép

III Cơ cấu kẹp:

Ren vít tác dụng vào đai ốc và đệm truyền lực làm bạc côn sẻ rãnh

nở ra tì vào mặt trụ

Sử dọng nòng ụ động chống tâm vào trục gá chống lẹch tâm

IV Chọn máy và dao:

- Chọn máy tiện 1K62 gia công có công suất N = 70 (KW)

- Dao gia công là dao vai có gắn mảnh hợp kim cứng

Bước 1: Tiện mặt đầu

Dao và máy không thay đổi => t=1,5

I Bước tiến theo sức bền dao:

Tao cso: S1 = YPz√ BH 2 [ δ ]u

6 CPz t XPz .v nz KPz l (mm/vòng)

Dựa vào sức bền làm dao và vật liệu gia công chọn VSb = 190 (m/p)Theo số liệu ban đầu: BXH = 20 x 30 [ δ ] u = 20 KG/mm2

L = 1,5 H = 1,5 30 = 45Theo bảng (11 - 1): CPz = 300 XPz = 1,0

YPz = 0,75 nz = ,15(12 - 1): Kmp = 1

(15 - 1): KPz = 0,8HRC.9, K γp Pz = 1,0, K Pz =1,0

=> KPx = 1,17

S2 = 0,5√3501,45.339.11.190−0,4.1,17 = 24,63 (mm/vòng)Theo độ chính xác của chi tiết gia công

S3 = 0,75√1,1 L3.CPz T REJ [ f ] XPz .v nz KPz

=> kv = 0,63Thay vào công thức:

Lực tuyến tuyến: Pz = CPz TXPz SYPz Vnz KPz

= 300.11 0,08HRC.20,75 233-0,15 1 = 20,29 (KG)Lực hướng tính: Py = CPy tXPy SYPy Vnv KPy

(12 - 1): Kmp = 1(15 - 1): KPpy = 0,5, K γp Py = 1, KPy = 1

=> KPy = 0,5(11 - 1): CPy = 243, XPy = 0,9, YPy = 0,6, Ny

= - 0,3

=> Py = 243 10,9 0,08HRC.20,6 233-0,3 0,5 = 5,28HRC (KG)Lực dọc trục: Px = CPx tXPx SYPx Vnx KPx

=> N < [N] = 5,8HRC.5 (KW) => máy làm việc an toàn

IV Thời gian chạy máy:

=> L: 25 + 1 + 1 = 27 (mm)

=> Tm =

27

600.0,082.1=0.55 (phút)

Bước 2: Tiện tru ngoài

Dao và máy không thay đổi => t=1,5

I Bước tiến theo sức bền dao:

Tao cso: S1 = YPz√ BH 2 .[ δ ]u

6 CPz t XPz v nz KPz l (mm/vòng)Dựa vào sức bền làm dao và vật liệu gia công chọn VSb = 190 (m/p)Theo số liệu ban đầu: BXH = 20 x 30 [ δ ] u = 20 KG/mm2

L = 1,5 H = 1,5 30 = 45Theo bảng (11 - 1): CPz = 300 XPz = 1,0

YPz = 0,75 nz = ,15(12 - 1): Kmp = 1

(15 - 1): KPz = 0,8HRC.9, K γp Pz = 1,0, K Pz =1,0

=> KPx = 1,17

S2 = 0,5√3501,45.339.11.190−0,4.1,17 = 24,63 (mm/vòng)Theo độ chính xác của chi tiết gia công

=> kv = 0,63Thay vào công thức:

Theo TMT máy chọn n = 600 (v/p’)

Vận tốc thực khi cắt:

(12 - 1): Kmp = 1(15 - 1): KPpy = 0,5, K γp Py = 1, KPy = 1

=> KPy = 0,5(11 - 1): CPy = 243, XPy = 0,9, YPy = 0,6, Ny

= - 0,3

=> Py = 243 10,9 0,08HRC.20,6 233-0,3 0,5 = 5,28HRC (KG)Lực dọc trục: Px = CPx tXPx SYPx Vnx KPx

=> N < [N] = 5,8HRC.5 (KW) => máy làm việc an toàn

IV Thời gian chạy máy:

S1 = YPz√ BH 2 .[ δ ]u

6 CPz t XPz v nz KPz l (mm/vòng)Dựa vào sức bền làm dao và vật liệu gia công chọn Vsb = 190 (mm/phút)

Theo số liệu ban đầu: B x H = 20 x 30, [  ] u = 20 KG/mm2

l = 1,5 H = 1,5 30 = 45

Theo bảng (11 - 1): CPz = 300 XPz = 1

YPz = 0,75 Nz = 0,15 (12 - 1): KMp = 1

(15 - 1): KPz = 0,8HRC.9, K  Pz = 1, K  Pz = 1,0

=> KPz = 0,8HRC.9Thay vào công thức:

=> KPX = 1,17

S2 = 0,5√3501,45.339.0,951.1900,45 1,17 = 27,3 (mm/vòng)Theo độ chính xác của chi tiết gia công

S3 = YPz√1,1 L3.CPz T K E J [ f ] XPz v nz KPz

K = 48HRC., E = 2,1.104, J = 0,05.D4, [f] = 0,01

=> S3 = 0,75√48.2,1.104.0,05.394.0,01

1,1.1873.300.501.190−0 ,15.0,89 = 0,06 (mm/vòng)

Pz = CPz tXPz SYPz vnz.KPz

= 300 0,9551 0,08HRC.20.75 147-0,15 1 = 20,65 (KG)Lực hướng kính: Py = CPy t XPx SYpy vny KPy

(12 - 1): Kmp = 1(15 - 1): KPY = 0,5 , K  PX = 1, K  PX = 1

=> KPy = 0,5(11 - 1): CPy = 145, XPy = 0,9, YPy = 0,6, ny =

- 0,3

=> Py = 145 0,950,9 0,08HRC.20,6 147-0,3 0,5 = 15,7 (KG)

Lực dọc trục: Px = CPx tXPx SYPx vnx KPx

= 339 0,951 0,08HRC.20,5 147-0,4 1,17 = 14,65Công suất tiêu thụ của máy:

NGUYÊN CÔNG IV: XỌC RÃNH THEN I.Sơ đồ nguyên công.

10±0.02 38HRC.,3±0.1

II Phân tích

+ Định vị:Dùng mặt phẳng piến tỳ hạn chế 3 bậc tự do mặt đầu, , Khối V hạn chế 2 bậc tự do

+ Kẹp chặt : Dùng khối V di trượt kẹp chặt

III Chọn máy :

Chọn máy 7B510 (bảng 9-22 STCNCTM -3)

+ Công suất động cơ : 4 Kw

+ Đường kính gia công lớn nhất : 50 mm

+ Số cấp bước tiến trục chính : 12

+ Số cấp tốc độ trục chính :18HRC

+ Kích thước phủ bì của máy dài x rộng x cao = 2530 x 1000 x 3320

IV Chọn dao :

Dao xọc mũi đẩy

+ Mũi dao gắn mảnh hợp kim cứng

- Hệ số điều chỉnh tốc độ cắt theo chu kỳ tuổi bền k1=1

- Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu rãnh k2=1

Kiểm nghiệm công suất cắt: tra bảng 5-92 tập 2 ta có công suất cắt cần thiết N0=1.3kw ≤Nm×η=4 x 0.8HRC =3,2 kw thỏa mãn.

NGUYÊN CÔNGV: KHOAN I.Sơ đồ nguyên công.

4 l? Ø10±0.1

Ø110±0.1

II Phân tích

+ Định vị:Dùng phiến tỳ tròn hạn chế 3 bậc tự do vào mặt đáy,chốttrụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do vào mặt lỗ, then bằng hạn chế bậc tự

do chống xoay còn lại

+ Kẹp chặt : Dùng đai ốc lẹp chặt truyền lục vào bạc côn sẻ rãnh

III Chọn máy :

Chọn máy khoan cần 2H55 (bảng 9-22 STCNCTM -3)

+ Công suất động cơ : 4 Kw

+ Đường kính gia công lớn nhất : 50 mm

- tra bảng 5-90 tập 2 Vb=40m/phút

- Hệ số điều chỉnh tốc độ cắt theo chu kỳ tuổi bền k1=1

- Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ khoan k2=1

NGUYÊN CÔNG VI: PHAY LĂN RĂNG

III Cơ cấu kẹp:

Dùng đai ốc kẹp chặt truyền lực vào trục gá, bạc côn sẻ rãnh nở rakẹp chặt chi tiết

IV.Chọn máy và dao:

- Chọn máy phay 5k32 có N = 70KW

- Chọn dao phay lăn răng làm bằng thép gió P18HRC

Tính chế độ cắt cho nguyên công 6

Chọn lượng chạy dao

Cv = 75,5, qv = 0,25, Xv =0,3, Yv = 0,2, Uv = 0,1,

Pv = 0,1

m = 0,2Bảng (2 - 5): T = 60

Bảng (2 - 1): Kmv =

75

75=1Bảng (7 - 1): Knv = 1

(8HRC - 1): Kuv = 1

=> Kv = Kmv Knv Kuv = 1 1 1 = 1Thay vào ta có:

Vậy Sz thực:

4708.753=0,078 (mm/răng)Tính lực cắt Pz theo công thức

Pz =

Cp t Xp Sz Yp B up Z

D qp n ωpp Kp(KG )

Theo bảng (3 - 5)

Ø152±0.1 Ø160 -0.2

NGUYấN CễNGVI:NHIỆT LUYỆN

I Sơ đồ nguyờn cụng

á trìn

Nhiệt độ

Quá trình giữ nhiệt hết 120 phút

II Phõn tớch

1.Mục đớch và yờu cầu kỹ thuật:

Nhiệt luyện là quỏ trỡnh xử lý kim loại và hợp kim bằng nhiệt, thườngbằng ba giai đoạn: Nung núng, giữ nhiệt và làm nguội nhằm làm biến đổi

tổ chức và tớnh chất của kim loại và hợp kim theo yờu cầu Với chi tiếtbỏnh răng di trượt vật liệu là thộp 45 thuộc thộp trước cựng tớch yờu cầunhiệt luyện đạt độ cứng là HRC 42 …45

to = Ac3 + (20÷50) = 8HRC.00+30=8HRC.30oC và cuối cùng là làm nguội bằng nước

ở nhiệt độ 18HRC.oC, độ cứng sau khi tôi là 56-58HRC.HRC

Sau khi tôi ta tiến hành Ram (ram là nhiệm vụ bắt buộc sau khitôi ) Ram cũng là quá trình nhiệt luyện gồm 3 giai đoạn Nung nóng thép

đã tôi đến một nhiệt độ nhất định (thấp hơn A1=727oC), giữ nhiệt mộtthời gian nhằm làm biến đổi cấu tạo bên trong của thép, làm giảm ứngsuất của thép do quá trình tôi gây nên, tăng độ dẻo dai cho thép đến mứccần thiến Đối với thép kết cấu loại tốt có 0,45%C ta tiến hành ram thấp.Ram thấp là quá trình nung nóng thép đã tôi đến nhiệt độ trong khoảng150ữ250oC, khi đó tổ chức nhận được là mactenitram Mục đích ta tiếnhành ram thấp vì loại này làm giảm một phần ứng suất còn độ cứng hầunhư không bị giảm Còn ram trung thì nung nóng thép ở nhiệt độ300ữ450oC thì độ cứng có giảm và ứng suất giảm mạnh trong quá trìnhram này (tổ chức nhận được lúc này là autenit) Yêu cầu của chi tiết độcứng là 42÷45HRC ,thì ta tiến hành ram và nhiệt độ nung nóng để nung

là 28HRC.0ữ300oC, khi đó dộ cứng sẽ đạt 42…45HRC thời gian giữ nhiệt ram

và tôi thường lấy là 20÷25% thời gian nung