Nghiên cứu và lựa chọn công nghệ chế tạo bánh răng phi tiêu chuẩn sử dụng trong truyền động cơ cấu quay máy xúc mỏ lộ thiên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT LƯU TRƯỜNG MINH NGHIÊN CỨU VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO BÁNH RĂNG PHI TIÊU CHUẨN SỬ DỤNG TRONG TRUYỀN ĐỘNG CƠ CẤU QUAY MÁY XÚC MỎ LỘ T

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT

LƯU TRƯỜNG MINH

NGHIÊN CỨU VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO BÁNH RĂNG PHI TIÊU CHUẨN SỬ DỤNG TRONG TRUYỀN ĐỘNG CƠ CẤU QUAY MÁY XÚC MỎ LỘ THIÊN

Chuyên ngành: Kỹ thuật máy và thiết bị mỏ, dầu khí

Mã số: 60.52.12

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS Đinh Văn Chiến

HÀ NỘI -2012

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất cứ công trình nào khác

Hà Nội, ngày 18 tháng 10 năm 2012

Tác giả luận văn

LƯU TRƯỜNG MINH

MỤC LỤC

Trang phụ bìa……….1

Lời cam đoan……….2

Mục lục……… 3

Danh mục các hình vẽ, đồ thị ……….6

Danh mục các bảng……… ……8

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU - TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO BÁNH RĂNG……….12

1.1 Giới thiệu bộ truyền bánh răng 12

1.1.1 Truyền động bằng bánh răng trụ 13

1.1.2 Truyền động bằng thanh răng 14

1.1.3 Truyền động bằng bánh răng côn 14

1.1.4 Truyền động bằng bánh vít 15

1.1.5 Truyền động xoắn vít 16

1.2 Thông số hình học của bánh răng 17

1.2.1 Thông số hình học của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng 17

1.2.2 Thông số hình học của bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng 19

1.2.3 Thông số hình học của bộ truyền bánh răng nón răng thẳng 21

1.3 Thiết lập quy trình công nghệ 23

1.3.1 Đặc điểm hình dạng của chi tiết 23

1.3.2 Công nghệ chế tạo bánh răng truyền thống 24

1.3.3 Các dạng hỏng của bộ truyền bánh răng 24

CHƯƠNG 2 CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO BÁNH RĂNG PHI TIÊU CHUẨN……… 31

2.1 Sơ lược về sản xuất chi tiết dạng khối 31

2.1.1 Nhóm công nghệ đúc 31

2.1.2 Phương pháp gia công áp lực 32

2.2 Sơ lược về công nghệ dập tạo khối 34

2.2.1 Khái niệm 34

2.2.2 Ưu và nhược điểm của công nghệ dập khối tạo hình 35

2.3 Sơ đồ công nghệ tổng quát và phân loại công nghệ dập tạo khối 36

2.3.1 Sơ đồ công nghệ tổng quát 36

2.3.2 Phân loại công nghệ dập tạo khối 37

2.4 Nghiên cứu công nghệ dập khối gia công chi tiết bánh răng phi tiêu chuẩn 40

2.5 Nghiên cứu công nghệ dập khối chính xác bánh răng 40

2.5.1 Khái niệm công nghệ dập khối chính xác 40

2.5.2 Khái quát chung về quá trình dập khối chính xác chế tạo bánh răng 41

2.5.3 Dập thể tích bánh răng 48

2.5.4 Ép bánh răng 49

2.5.5 Các máy thiết bị dùng để chế tạo phôi dập 50

2.5.6.Các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến quá trình dập chính xác 55

2.5.7 Các sản phẩm của dập khối điển hình 55

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG BÁNH RĂNG PHI TIÊU CHUẨN……….56

3.1 Giới thiệu phương pháp mô phỏng số tính toán thiết kế bánh răng phi tiêu chuẩn 56

3.1.1 Mô phỏng số - “công nghệ ảo” 56

3.1.2 Vai trò và ưu điểm của mô phỏng số trong thiết kế và tối ưu công

nghệ 57

3.1.3 Nghiên cứu công nghệ ép chảy bằng phương pháp mô phỏng số 57

3.2 Giới thiệu phần mềm mô phỏng Deform 58

3.2.1 Các bước cài đặt 59

3.2.2 Giao diện Deform 3D và các thông số 59

3.3 Thiết lập phương án công nghệ 65

3.3.1 Chọn vật liệu 67

3.3.2 Chuẩn bị phôi bánh răng 67

3.3.3 Thiết lập mô phỏng quá trình tạo hình chi tiết bánh răng 68

3.3.4 Thiết lập mô hình hình học 68

3.3.5 Các bước thực hiện mô phỏng 70

3.4 Phân tích kết quả mô phỏng dập chính xác chi tiết bánh răng phi tiêu chuẩn 73

3.4.1 Kết quả tạo hình 73

3.4.2 Kết quả trạng thái lực 74

KẾT LUẬN 81

TÀI LIỆU THAM KHẢO 82

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Truyền động bánh răng trụ……… 13

Hình 1.2 Truyền động bánh răng côn………14

Hình 1.3 Truyền động bằng trục vít……… ………15

Hình 1.4 Thông số bộ truyền bánh răng trụ……… 17

Hình 1.5 Thông số hình học của bộ truyền bánh răng nghiêng……….20

Hình 1.6 Tính hệ số trùng khớp……… 21

Hình 1.7 Kích thước của bộ bánh răng nón……… 22

Hình 1.8 Kết cấu của bánh răng nón……….22

Hình 1.9 Bánh răng hành tinh……… 28

Hình 1.10 Bánh răng vệ tinh cầu sau của ô tô………28

Hình 1.11: Sơ đồ động cơ cấu quay……… 29

Hình 2.1 Các sản phẩm dập khối……… 35

Hình 2.2 Sơ đồ công nghệ tổng quát……… 36

Hình 2.3 Sơ đồ công nghệ dập tạo khối……….37

Hình 2.4 Dập phôi trên khuôn hở……… .38

Hình 2.5 Dập phôi trên khuôn kín……… 38

Hình 2.6 Sơ đồ dập thể tích bánh răng……… .48

Hình 2.7 Sơ đồ ép bánh răng……… 49

Hình 2.8 Máy búa hơi nước – không khí ép……… 51

Hình 2.9 Máy ép trục khuỷu……… 52

Hình 2.10 Máy ép trục vít……… 53

Hình 2.11 Máy rèn ngang……… 53

Hình 2.12 Máy ép thủy lực……… 54

Hình 2.13 Các bánh răng dập khối……… 55

Hình 3.1 Giao diện Deform……… 59

Hình 3.2 Cửa sổ New của Deform……… 60

Hình 3.3 Cửa sổ SIMULATION CONTROL……… 60

Hình 3.4 Cửa sổ Main……… 61

Hình 3.5 Cửa sổ chọn vật liệu……… 62

Hình 3.6 Cửa sổ Deform 3D-Post……… 64

Hình 3.7 Kích thước của phôi……… 67

Hình 3.8 Mô hình phôi……… 68

Hình 3.9 Mô hình chày ép……… 69

Hình 3.10 Mô Hình cối……… 69

Hình 3.11 Mô hình phôi đã chia lưới……… 70

Hình 3.12 Mô hình vị trí phôi cối lắp ghép……… 71

Hình 3.13 Chọn ma sát và dung sai……… 71

Hình 3.14 Khoảng dịch chuyển của chày……… 72

Hình 3.15 Chọn số bước mô phỏng……… 72

Hình 3.16 Kết quả chi tiết tạo thành và lực……… 74

Hình 3.17 Chi tiết tạo thành và lực phá ép hiệu quả của chày……… 74

Hình 3.18 Kết quả dập bánh răng từ 2 phía……… 77

Hình 3.19 Lực phá hủy phôi ở nhiệt độ 1000oC……… 78

Hình 3.20 Lực phá hủy phôi ở nhiệt độ 6500C……… 79

Hình 3.21 Lực phá hủy phôi ở nhiệt độ 20 0C……… 79

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 Phân loại các phương pháp tạo hình bánh răng bằng biến dạng dẻo

……… … 43 Bảng 4.1 Thông số của bánh răng……… ……… 65 Bảng 4.2 Bảng thông số so sánh khoảng dịch chuyển của chày ………… 75 Bảng 4.3 So sánh kết quả lực ép của chày ……… 75 Bảng 4.4 Kết quả tạo hình……… 76

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Hiện nay các ngành công nghiệp đã phát triển với tốc độ như vũ bão trên toàn thế giới Việc chế tạo và sử dụng các loại máy - thiết bị nhằm nâng cao số lượng và chất lượng các sản phẩm sản xuất đang được xem xét và thiết

kế một cách hoàn chỉnh Trên các máy và thiết bị mỏ và các ngành công nghiệp khác đang sử dụng rất nhiều các chi tiết phi tiêu chuẩn trong đó có bánh răng phi tiêu chuẩn Do tính chất phức tạp của truyền động bánh răng đặc biệt là bánh răng phi tiêu chuẩn, trong lĩnh vực chế tạo của nước ta có rất nhiều thiết bị sử dụng loại này (Bơm, bàn quay máy xúc EKG 5A, các bánh răng vệ tinh) tuy nhiên các loại bánh răng này chủ yếu được nhập khẩu từ nước ngoài, hiện sản phẩn trong nước chưa đáp ứng được nhu cầu

2 Mục đích của đề tài

Trên cơ sở thực tế của sự phát triển công nghệ chế tạo bánh răng hiện nay, nghiên cứu và lựa chọn công nghệ chế tạo bánh răng phi tiêu chuẩn sử dụng trong truyền động cơ cấu quay máy xúc mỏ lộ thiên

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Nghiên cứu các loại bánh răng và công nghệ chế tạo bánh răng

- Nghiên cứu đặc điểm của bánh răng phi tiêu chuẩn

- Tính toán và lựa chọn công nghệ chế tạo bánh răng phi tiêu chuẩn phù hợp với điều kiện làm việc của bàn quay máy xúc mỏ lộ thiên

4 Nội dung nghiên cứu

+ Đặc điểm truyền động của bánh răng phi tiêu chuẩn trong máy mỏ (bàn quay máy xúc)

+ Giới thiệu một số loại bánh răng truyền động phi tiêu chuẩn chế tạo trong nước và ở nước ngoài

+ Ưu nhược điểm của các loại bánh răng đó

- Giới thiệu công nghệ chế tạo bánh răng phi tiêu chuẩn

+ Công nghệ truyền thống (hàn, đúc )

+ Công nghệ tiên tiến:

- Tính toán lựa chọn phương pháp gia công

+ Tính toán lực tác động lên răng của bánh răng

+ Nghiên cứu khả năng biến dạng, các dạng hỏng của răng thường gặp + Mô phỏng khả năng làm việc, chịu lực, biến dạng

+ Lựa chọn vật liệu chế tạo bánh răng phi tiêu chuẩn

+ Lựa chọn công nghệ gia công bánh răng phi tiêu chuẩn

5 Phương pháp nghiên cứu

Sử dụng phương pháp nghiên cứu tổng hợp bao gồm:mô phỏng, thống

kê, phân tích, sử dụng các công cụ toán học, tin học đánh giá, nghiên cứu tài liệu, kết quả áp dụng trong thực tế sản xuất

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Ý nghĩa khoa học: Tạo cơ sở khoa học cho việc chế tạo bánh răng phi tiêu chuẩn dùng truyền động quay máy xúc phù hợp với điều kiện mỏ lộ thiên

ở Việt Nam

Ý nghĩa thực tiễn: Từ kết quả mô phỏng, ứng dụng tính toán, lựa chọn công nghệ chế tạo máy phù hợp với điều kiện của Việt Nam trong chế tạo bánh răng phi tiêu chuẩn

8 Cấu trúc luận văn

Luận văn được trình bầy trong ba chương, phần mở đầu, kết luận, kiến nghị, tài liệu tham khảo gồm: 83 trang, 45 hình vẽ và đồ thị, 5 bảng, 15 tài liệu tham khảo

Luận văn được hoàn thành tại Bộ môn Máy và thiết bị Mỏ - Trường Đại học Mỏ - Địa chất, dưới sự hướng dẫn khoa học của TS Đinh Văn Chiến Trong quá trình thực hiện luận văn, tác giả nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy trong Bộ môn Máy và thiết bị Mỏ, Khoa Cơ Điện, các học viên trong lớp Cao học kỹ thuật máy và thiết bị mỏ, dầu khí khóa 22

Nhân dịp này tác giả xin chân thành cảm ơn Phòng Đại học và Sau Đại học trường Đại học Mỏ - Địa chất, các thầy trong bộ môn Máy và thiết bị Mỏ, các đồng nghiệp và đặc biệt là người hướng dẫn khoa học TS Đinh Văn Chiến về những đóng góp quý báu và sự giúp đỡ nhiệt tình

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU - TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ

CHẾ TẠO BÁNH RĂNG 1.1 Giới thiệu bộ truyền bánh răng

Bánh răng nói chung là những chi tiết dùng để truyền lực và truyền chuyển động giữa các trục, cơ cấu trong các máy

Truyền động bánh răng được sử dụng rộng rãi bởi vì chúng có những

ưu điểm như khả năng truyền lực lớn, đảm bảo tỷ số truyền ổn định, hệ số có ích lớn và truyền động êm

Truyền động bánh răng là những cơ cấu quan trọng trong ô tô, máy kéo, động cơ đốt trong, máy công cụ, máy nông nghiệp, máy cần cẩu và nhiều loại thiết bị khác

Phạm vi tốc độ và truyền lực của truyền động bánh răng rất lớn

Các hộp giảm tốc có khả năng truyền lực lên đến hàng chục ngàn KW Tốc độ vòng của bánh răng trong các cơ cấu truyền chuyển động tốc độ cao

có thể đạt 150m/s Các bánh răng truyền chuyển động quay được gọi là bánh răng chủ động, còn bánh răng nhận chuyển động quay được gọi là bánh răng

bị động Trong bộ truyền còn có khái niệm bánh răng nhỏ (có đường kính nhỏ hoặc số răng nhỏ) và bánh răng lớn (có đường kính lớn hoặc số răng lớn)

Bánh vít ăn khớp với trục vít dùng dể truyền chuyển động giữa 2 trục vuông góc có tỷ số truyền lớn

Thanh răng ăn khớp với bánh răng là chi tiết dùng để truyền chuyển động quay sang chuyển động tịnh tiến hoặc ngược lại

Dựa vào kiểu ăn khớp có bánh răng ăn khớp trong và ăn khớp ngoài

Dựa theo hình dạng kích thước có bánh răng liền trục, bánh răng có lỗ với kích thước lớn, trung bình, nhỏ

1.1.1 Truyền động bằng bánh răng trụ

a,b,c – ăn khớp ngoài; d- ăn khớp trong

e ,g,h – truyền động bánh răng – thanh răng

Hình 1.1 Truyền động bánh răng trụ

Truyền động bằng bánh răng trụ được dùng để quay các trục song song với nhau Trong trường hợp này truyền động được thực hiện bằng các bánh răng trụ có răng thẳng (hình 1.1 a), răng nghiêng (hình 1.1 b) và răng chữ V (hình 1.1 c)

Bánh răng nghiêng có 2 loại: nghiêng trái và nghiêng phải và trong một cặp ăn khớp các hướng nghiêng của chúng ngược nhau Răng nghiêng cho phép nâng cao độ êm dịu khi làm việc và tăng lực truyền tải Nhược điểm của bánh răng nghiêng là xuất hiện lực dọc trục khi truyền động

Truyền động bánh răng trụ được thực hiện không chỉ bằng ăn khớp ngoài mà còn bằng ăn khớp trong (hình 1.1 d) Truyền động ăn khớp trong có

độ êm dịu và tuổi thọ cao hơn ăn khớp ngoài Cả 2 bánh răng truyền động ăn

khớp trong có cùng chiều quay

1.1.2 Truyền động bằng thanh răng

Truyền động bằng thanh răng (hình 1.1 e) là một trường hợp đặc biệt của truyền động bánh răng trụ Khi tăng đường kính của một bánh răng nào

đó lên vô cùng thì nó sẽ trở thành thanh răng Bánh răng và thanh răng của loại truyền động này cũng có răng thẳng (hình 1.1 f), răng nghiêng (hình 1.1 g) và răng hình chữ V (hình 1.1 h)

1.1.3 Truyền động bằng bánh răng côn

a – răng thẳng; b- răng nghiêng; c- răng cong

Hình 1.2 Truyền động bánh răng côn

Truyền động bằng bánh răng côn được sử dụng để truyền chuyển động quay giữa các trục nằm trong cùng một mặt phẳng nhưng có đường tâm chéo nhau (hình 1.2)

Bánh răng côn có các loại: Răng thẳng (hình 1.2 a), răng nghiêng (hình 1.2 b) và răng cong (hình 1.2 c,d) Tùy thuộc vào hình dáng đường cong được chọn làm đường sinh cạnh của răng mà người ta phân biệt: răng cong có góc nghiêng bằng 0 (hình 1.2 c) và răng cong có góc nghiêng lớn hơn 0 (hình 1.2 d)

1.1.4 Truyền động bằng bánh vít

Hình 1.3 Truyền động bằng trục vít

Truyền động bằng bánh vít (hình 1.3) được dùng để truyền chuyển động quay giữa các trục vuông góc với nhau Tùy thuộc vào hình dáng trục vít mà người ta phân biệt: Truyền động trục vít với bánh vít hình trụ

(hình 1.3 a) và với trục vít lõm (hình 1.3 b) Truyền động bằng trục vít đảm bảo được công suất truyền lớn, độ chính xác cao và độ êm dịu khi dịch chuyển

Truyền động hypoid (hình 1.3 d) được dùng để truyền chuyển động quay giữa các trục vuông góc với nhau trong các loại xe ô tô và các cơ cấu truyền động lớn

1.1.6 Đặc tính truyền động của bánh răng

Đặc tính cơ bản của truyền động bánh răng là tỷ số truyền i Tỷ số truyền i cho biết sự tương quan của tốc độ góc của bánh răng chủ động và

w1;w2 - tốc độ góc của các bánh răng chủ động và bị động (rad/s)

Hoặc có thể tính theo công thức:

Hoặc có thể tính theo công thức:

i =

2

1

zz

Trong đó: Z1, Z2 là số răng của bánh răng chủ động và bị động

1.2 Thông số hình học của bánh răng

1.2.1 Thông số hình học của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng

Hình dạng và kích thước của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng được xác định qua các thông số hình học chủ yếu sau đây (Hình 1.4, 1.5, 1.7)

Hình 1.4 Thông số bộ truyền bánh răng trụ

- Mô đun của răng bánh răng, ký hiệu là m, đơn vị đo là mm Các bánh răng có cùng mô đun sẽ ăn khớp được với nhau Giá trị của mô đun m được lấy theo dãy số tiêu chuẩn, để hạn chế số lượng dao gia công bánh răng sử dụng trong thực tế

Ví dụ: 1; 1,25; (1,375); 1,5; (1,75); 2; (2,25); 2,5; 3; (3,5); 4; (4,5); 5; (5,5); 6; (7); 8; (9); 10; (11)…

- Hệ số chiều cao đỉnh răng h*

a, hệ số này quyết định răng cao hay thấp Chiều cao của răng thường lấy h = 2,25 h*

a.m Các bánh răng tiêu chuẩn có

h*

a = 1

- Hệ số khe hở chân răng C*, hệ số này quyết định khe hở giữa vòng đỉnh răng và vòng tròn chân răng của bánh răng ăn khớp với nó Cần có khe

hở này để hai bánh răng không bị chèn nhau Thông thường lấy C* = 0,25

- Hệ số bán kính cung lượn đỉnh dao gia công bánh răng ρ*, hệ số này liên quan đến đọan cong chuyển tiếp giữa chân răng và biên dạng răng Giá trị thường dùng ρ* = 0,38

- Đường kính vòng tròn chân răng d

b, được đo trên vòng tròn cơ sở

Bước răng trên đường ăn khớp p

k, được đo trên đường ăn khớp, p

2).m.cosα/(2.cosα

w) - y m

1.2.2 Thông số hình học của bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng

- Bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng có một bộ thông số tương tự như

bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng, được đo trên mặt đầu của bánh răng Một số kích thước thuộc bộ thông số này có thêm chỉ số t Ví dụ, mô đun m

t, khoảng cách trục a

vv Bộ thông số này dùng để đo, kiểm tra kích thước của bộ truyền bánh răng m

t và α

t trên mặt phẳng mút không phải lấy theo dãy số tiêu chuẩn

- Một số thông số được xác định trên mặt phẳng pháp tuyến n-n, vuông góc với phương của răng Các kích thước trong mặt phẳng này có thêm chỉ số

n Ví dụ, mô đun m

n, góc profil α

n, góc ăn khớp α

wn, vv Các thông số trong mặt phẳng pháp tuyến được lấy theo dãy số tiêu chuẩn Các thông số này dùng để tính toán bộ truyền bánh răng

Hình 1.5 Thông số hình học của bộ truyền bánh răng nghiêng

Các thông số hình học bánh răng nghiêng:

- Góc nghiêng β, góc làm bởi phương răng và đường sinh của mặt trụ Phương răng có thể nghiêng trái hoặc nghiêng phải, giá trị của β: 0 < β ≤ 450

- Hệ số trùng khớp dọc ε

β Hệ số ε

β được xác định như sau:

+ Giả sử triển khai mặt trụ cơ sở bánh răng dẫn và bị dẫn, đặt song song với mặt phẳng ăn khớp AA-EE Đường thẳng của đoạn AA là đường vào khớp và EE là đường ra khớp của các cặp bánh răng

+ Cũng như bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng, hệ số trùng khớp ε

α = AE/Pbt

+ Hệ số trùng khớp dọc được tính theo công thức:

wn = tgα

wt.cosβ

1.2.3 Thông số hình học của bộ truyền bánh răng nón răng thẳng

- Bộ truyền bánh răng nón răng thẳng có một bộ thông số tương tự như của bánh răng trụ răng thẳng, xác định trên mặt nón phụ lớn nhất của bánh răng, trong đó khoảng cách kích thước của bánh răng Một số kích thước của bộ thông số này có thêm chỉ số e Ví dụ mô đun m

e, đường kính vòng chia d

e1, d

e2, đường kính vòng đỉnh răng d

ae1,d

ae2,vv…

- Một số thông số được xác định trên mặt nón phụ trung bình Các thông số

có thêm chỉ số tb Ví dụ, mô đun m

tb, đường kính d

tb, vv Các thông số này dùng tính toán kiểm tra bền và thiết kế bộ truyền bánh răng nón

Hình 1.7 Kích thước của bộ bánh răng nón

1.2.4 Thông số làm việc chủ yếu của bộ truyền bánh răng

- Số vòng quay trên trục dẫn, ký hiệu là n

- Công suất trên trục dẫn, ký hiệu là P

1, công suất trên trục bị dẫn P

- Các yêu cầu về môi trường làm việc của bộ truyền

1.2.5 Độ chính xác của bộ truyền bánh răng

- Độ chính xác động học, được đánh giá bởi sai số giữa góc quay thực

và góc quay danh nghĩa của bánh răng bị dẫn Độ chính xác này cần cho các

cơ cấu phân độ

- Độ chính xác ăn khớp êm, được đánh giá qua tiếng ồn và sự va đập Khi sai số bước răng, sai số prôfil lớn, thì độ chính xác ăn khớp êm thấp Độ chính xác này quan trọng đối với những bộ truyền làm việc với số vòng quay lớn

- Độ chính xác tiếp xúc, được xác định qua diện tích vết tiếp xúc trên mặt răng Người ta bôi sơn lên mặt một bánh răng, cho bộ truyền làm việc, sau đó đo vết sơn trên mặt răng của bánh thứ hai Độ chính xác này quan trọng đối với các bộ truyền làm việc với chế độ tải trọng nặng

Tiêu chuẩn quy định 12 cấp chính xác cho mỗi độ chính xác nói trên Cấp 1 là chính xác cao nhất, cấp 12 là thấp nhất Tùy theo đặc tính làm việc của mỗi bộ truyền, mà chọn cấp chính xác thích hợp cho từng độ chính xác Trong một bánh răng cấp chính xác của các độ chính xác không chênh nhau

quá 2 cấp Vì mỗi độ chính xác được quyết định bởi sai lệch của một số kích thước của bánh răng Trong một bánh răng, độ chính xác của các kích thước không thể sai lệch nhau nhiều

Bộ truyền bánh răng thường dùng trong các máy thông dụng có cấp chính xác từ cấp 6 đến cấp 9 Đối với các bộ truyền đặc biệt quan trọng, chịu tải nặng và làm việc với tốc độ cao có thể chọn cấp chính xác cao hơn (cấp 4, cấp 5)

Ngoài ra, để tránh hiện tượng kẹt răng theo cạnh bên, tiêu chuẩn có quy định 6 kiểu khe hở cạnh bên Đó là: A, B, C, D, E, H Trong đó kiểu A có khe

hở lớn nhất, kiểu H có khe hở cạnh bên bằng 0 Mỗi kiểu khe hở còn có dung sai, quy định mức độ chính xác của khe hở Các bánh răng có độ chính xác thấp, không được chọn kiểu khe hở nhỏ Các bánh răng có độ chính xác cao

có thể chọn kiểu khe hở E và H Các bộ truyền bánh răng thông dụng thường chọn kiểu khe hở A, B, C

- Cách ghi ký hiệu độ chính xác của bộ truyền bánh răng, Ví dụ: Ghi ký hiệu: 8 - 7 - 7 - TCVN 1067-84

+ Bộ truyền bánh răng có độ chính xác động học cấp 8,

+ Độ chính xác ăn khớp êm cấp 7,

+ Độ chính xác tiếp xúc mặt răng cấp 7,

+ Dạng khe hở cạnh răng B và dạng dung sai của khe hở là a

Nếu độ chính xác động học, độ chính xác ăn khớp êm và độ chính xác tiếp xúc cùng cấp thì chỉ cần ghi một số, nếu dạng dung sai trùng với dạng khe hở thì không cần ghi dạng dung sai

1.3 Thiết lập quy trình công nghệ

1.3.1 Đặc điểm hình dạng của chi tiết

Đây là loại bánh răng phi tiêu chuẩn có số răng nhỏ được sử dụng trong các hộp giảm tốc, bàn quay máy xúc, máy bơm Trong luận án nghiên cứu về bánh răng vệ tinh dẫn động vành răng bàn quay máy xúc

Hình 1.9 Bánh răng hành tinh

Hình 1.10 Bánh răng vệ tinh cầu sau của ô tô

Bộ phận quay bàn máy có nhiệm vụ quay thân trên của máy so với bệ

cố định, đưa bộ phận công tác từ vị trí đào xúc tới vị trí dỡ tải và ngược lại

7 6 5

4 3

3636

N=60KW

3618 3618

Hình 1.11: Sơ đồ động cơ cấu quay

Sơ đồ động cơ cấu quay của máy xúc EKG-5A được thể hiện trên hình 1.11 như sau: Dẫn động cho cơ cấu quay là hai động cơ điện một chiều đặt đứng trên hai hộp giảm tốc, có thể điều chỉnh tốc độ, khi cơ cấu hoạt động thì hai động cơ này sẽ quay cùng chiều Phanh 3 của động cơ là loại phanh thường đóng, được mở bằng khi ép Bộ phận dẫn động và hộp giảm tốc được gắn chặt trên bàn máy, trục của bánh răng hành tinh lắp xuyên qua bàn máy bằng gối đỡ, nên khi bánh răng hành tinh 6 quay, nó buộc phải lăn trên bánh răng định tinh 7, và quay tròn quanh trục trung tâm của máy, khi đó trục của

bánh răng hành tinh 6 sẽ quay theo làm cho bàn máy quay

Nguyên lý làm việc:

Khi hai động cơ quay làm việc, truyền chuyển động quay cho các cặp bánh răng Z20/110, Z11/67 của hai giảm tốc quay, đến trục răng hành tinh Z11 Do vành răng Z128 được lắp cố định với bệ dưới cho nên khi trục răng hành tinh quay bệ quay sẽ quay theo Muốn quay theo chiều ngược lại bằng cách đảo chiều quay của hai động cơ điện

Khi máy làm việc, cơ cấu quay chịu tải trọng lớn, ngoài tải trọng thẳng đứng do trọng lượng phần quay, nó còn chịu tải trọng ngang do gió thổi, do lực đẩy của đất đá khi đào xúc Những lực này có thể làm cho phần quay bị lật vì thế để chống lật máy cần có các con lăn chống lật Các con lăn chống lật lăn ở mặt dưới của đường ray vòng gồm 4 con lăn, bố trí đối xứng với trục dọc của bàn máy

1.3.2 Công nghệ chế tạo bánh răng truyền thống

1.3.2.2 Vật liệu chế tạo bánh răng

Vật liệu chế tạo bánh răng chủ yếu phụ thuộc vào điều kiện làm việc của chúng Các bánh răng truyền lực thường chế tạo bằng thép ngoài ra có thể dùng gang, hoặc vật liệu phi kim loại Các bánh răng chịu tải trọng lớn (ô tô, máy kéo) thường được chế tạo từ các loại thép hợp kim crôm, măng gan, molipđen như 20X, 12 XH3A… sau khi thấm cácbon, tôi đạt độ cứng 58-62 HRC

Các bánh răng chịu tải trọng trung bình (dùng trong máy công cụ, máy công tác…) thường chế tạo từ thép 40X, 45 và tôi cao tần; các bánh răng chịu tải trọng nhỏ (dùng trong máy dệt, máy in…) thường chế tạo từ nhựa, phíp…;

Các bánh răng không cần độ chính xác cao có thể đúc từ gang

1.3.2.2 Các bước chế tạo bánh răng truyền thống

a Tạo phôi

- Tạo phôi rèn: Để chế tạo bánh răng chịu tải trọng lớn, bánh răng có chênh lệch đường kính lớn, bánh răng có kích thước lớn, sử dụng trong sản

xuất hàng loạt thường sử dụng phương pháp rèn khuôn, trong sản xuất hàng loạt nhỏ dùng phương pháp rèn tự do

- Các bánh răng thông thường được chế tạo từ phôi cán, bánh răng gang được chế tạo từ phôi đúc, bánh răng nhựa được ép từ khuôn

b Nhiệt luyện

Do yêu cầu làm việc răng phải có độ cứng và độ bền cần thiết, không cho phép có vết nứt, vết cháy, biến dạng nhiệt gây ra phải nhỏ, cơ tính phải ổn định trong quá trình làm việc Muốn đạt được yêu cầu đó cẩn phải có chế độ nhiệt luyện thích hợp

Đối với thép các bon (kể cả thép hợp kim) sau khi cắt răng người ta phải thấm các bon Các bánh răng có yêu cầu tính chịu mòn cao cần được thấm nitơ

Trước khi gia công phôi thường được thường hóa hoặc tôi cải thiện để tăng tính cắt gọt Độ cứng cần đạt 200÷250 HB

Sau khi cắt răng, bánh răng được nhiệt luyện bằng nhiều phương pháp khác nhau Các bánh răng có mô đun và kích thước nhỏ thường được tôi thể tích, còn bánh răng có mô đun và kích thước lớn thường được tôi bằng dòng điện cao tần

c Gia công bánh răng: Gia công thô lỗ; gia công tinh lỗ; gia công thô

mặt ngoài; gia công tinh mặt ngoài; cắt răng

1.3.3 Các dạng hỏng của bộ truyền bánh răng

Trong quá trình làm việc có thể gặp một số các dạng hỏng như sau:

- Gãy bánh răng, một hoặc vài răng có thể tách rời khỏi bánh răng Gẫy răng là dạng hỏng nguy hiểm nhất, bộ truyền không làm việc được nữa và có thể gây nguy hiểm cho các chi tiết lân cận gãy răng có thể do quá tải, hoặc do mỏi, khi ứng suất uốn trên tiết diện chân răng vượt quá giá trị cho phép

- Tróc rỗ bề mặt răng, trên răng có các lỗ nhỏ và sâu làm hỏng mặt răng

bộ truyền không làm việc tốt nữa Tróc rỗ thường xảy ra trên bề mặt răng có

độ cứng cao, ứng suất không lớn lắm Nguyên nhân do ứng suất tiếp xúc thay đổi, mặt răng bị mỏi, xuất hiện các vết nứt trên bề mặt, vết nứt lớn dần lên đến một mức nào đó sẽ làm tróc ra một mảnh kim loại để lại vết lõm

- Mòn răng, ở chân răng và đỉnh răng có trượt biên dạng nên răng bị mài mòn Mòn làm yếu chân răng và làm nhọn răng Mòn thường xảy ra ở những chỗ có ứng suất tiếp xúc trung bình và bôi trơn không đầy đủ

- Dính xước mặt răng, trên bề mặt răng có dính các mẩu kim loại, kèm theo vết xước Dính xước làm mặt răng bị hỏng, bộ truyền làm việc không tốt Dính xước thường xảy ra ở bề mặt răng có độ cứng thấp, ứng suất lớn, làm việc ở tốc độ cao Nguyên nhân do ứng suất lớn và nhiệt độ cao làm vật liệu tại chỗ tiếp xúc đạt đến trạng thái chảy dẻo, kim loại bị tách ra dính vào bề mặt răng đối diện tạo thành các vấu Các vấu này cào xước bề mặt răng trong những lần ăn khớp tiếp theo, cứ như vậy bề mặt răng bị phá hỏng

- Biến dạng mặt răng, trên mặt răng dẫn có rãnh ở phía giữa, còn trên bánh răng bị dẫn có gờ ở phía giữa răng làm cho dạng răng bị thay đổi bộ truyền ăn khớp không tốt Dạng hỏng này thường xuất hiện ở các bộ truyền có

có độ cứng mặt răng thấp, ứng suất tiếp xúc lớn và vận tốc làm việc thấp Nguyên nhân do ứng suất lớn lưu lại ở mặt răng lâu lớp mặt răng mềm ra kim loại bị xô đẩy từ chỗ này sang chỗ kia Do chiều của lực ma sát trên bánh răng dẫn kim loại bị đẩy về phía chân răng và đỉnh răng, còn trên bánh răng bị dẫn kim loại bị dồn về phía giữa răng

- Bong mặt răng, có những vẩy kim loại tách ra khỏi bề mặt răng tạo nên những vết lõm nông và rộng Bong mặt răng làm thay đổi biên dạng răng, giảm chất lượng bề mặt bộ truyền làm việc không tốt nữa Dạng hỏng này

thường có ở những bề mặt răng được tôi, sau khi thấm nitơ, cacbon Nguyên nhân do nhiệt luyện và hóa luyện không tốt, tổ chức kim loại bề mặt răng không tốt bị phá hỏng, kém bền vững Dưới tác dụng của ứng suất lớn và thay đổi một lớp mỏng kim loại đã tách khỏi mặt răng

Để tránh những sai hỏng nêu trên người ta chế tạo tính toán bộ truyền theo các chỉ tiêu

Tính theo sức bền tiếp xúc σH≤ [σH]

Tính theo sức bền uốn σ

F ≤ [σ

F] Đồng thời chọn chế độ và phương pháp nhiệt luyện hợp lý

σ H : ứng suất tiếp xúc tại điểm nguy hiểm trên mặt răng

[σ H ] :ứng suất cho phép của mặt răng tính theo sức bền mỏi

CHƯƠNG 2 CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO BÁNH RĂNG PHI TIÊU CHUẨN

2.1 Sơ lược về sản xuất chi tiết dạng khối

Lĩnh vực cơ khí ngày càng phát triển thì các yêu cầu về các sản phẩm cơ khí ngày càng cao, đặc biệt là yêu cầu về: Độ bền, độ chính xác, hiệu quả kinh tế…

Trong công nghệ chế tạo máy có nhiều phương pháp để gia công được các sản phẩm đáp ứng được các yêu cầu trên

2.1.1 Nhóm công nghệ đúc

- Đúc là phương pháp chế tạo bằng cách rót kim loại lỏng vào khuôn có hình dạng và kích thước xác định Sau khi kim loại kết tinh ta thu được chi tiết có hình dạng, kích thước theo yêu cầu

- Phương pháp đúc có ưu điểm:

+ Có thể đúc được tất cả các loại kim loại và hợp kim có thành phần khác nhau

+ Đúc có thể tạo ra phôi có hình dạng kết cấu phức tạp mà các phương pháp rèn, dập khó đạt được

+ Tùy theo mức độ đầu tư công nghệ mà chi tiết đúc có thể đạt độ chính xác cao hay thấp

+ Đúc dễ cơ khí hóa, tự động hóa, cho năng suất cao, giá thành thấp

và đáp ứng được tính chất linh hoạt trong sản xuât

- Phương pháp đúc có nhược điểm

+ Tốn kim loại cho hệ thống đậu ngót, đậu rót và để kiểm tra chất lượng sản phẩm cần có thiết bị hiện đại

+ Vật đúc có khuyết tật, tổ chức và cơ tính không đều làm giảm khả năng chịu tải

2.1.2 Phương pháp gia công áp lực

Gia công áp lực là dùng ngoại lực tác dụng thông qua các dụng cụ làm cho kim loại bị biến dạng ở trạng thái mạng tinh thể theo các hướng định trước để thu được các chi tiết có hình dạng, kích thước theo yêu cầu

Khi gia công kim loại bằng áp lực khối lượng và thành phần hóa học của vật liệu luôn luôn được duy trì

Đặc điểm của phôi chế tạo bằng phương pháp gia công áp lực:

Dưới tác dụng của ngoại lực tinh thể kim loại được định hướng và kéo dài tạo thành tổ chức sợi hoặc thớ làm tăng khả năng chịu kéo dọc thớ và chịu cắt ngang thớ

Trong quá trình biến dạng cấu trúc mạng bị lệch xô mất cân bằng làm cho tính dẻo của vật liệu giảm đi, độ cứng tăng lên

Ưu điểm của phương pháp gia công áp lực:

- Cơ tính của vật liệu được cải thiện

- Độ chính xác hình dạng, kích thước, chất lượng bề mặt phôi cao do đó giảm được thời gian gia công cắt gọt và tổn thất vật liệu, nâng cao hệ số sử dụng phôi K, góp phần giảm chi phí sản xuất

- Rút ngắn được các bước của quá trình công nghệ

- Dễ cơ khí hóa và tự động hóa

Nhược điểm của phương pháp gia công áp lực

- Khó chế tạo các chi tiết có hình dạng phức tạp

- Không áp dụng được đối với các kim loại và hợp kim có tính chất như gang, hợp kim đồng…

2.1.2.1 Gia công áp lực chế tạo phôi bằng cán kim loại

Cán là quá trình làm biến dạng kim loại qua khe hở của các trục cán quay ngược chiều nhau để tạo nên quá trình cán bằng lực ma sát

Thép cán có hình dạng, kích thước tiết diện ngang và chiều dài theo tiêu chuẩn, độ chính xác, chất lương bề mặt cao, thành phần hóa học ổn đinh hơn so với phôi đúc

Phôi của các chi tiết có tiết diện ngang hình trụ hoặc hình chữ nhật thường được cắt từ thép cán, ví dụ phôi các chi tiết dạng trục, bánh răng…

Sử dụng phôi cắt từ thép cán cho hệ số sử dụng vật liệu thấp, do đó thường sử dụng đơn chiếc hoặc dùng trong sản xuất hàng loạt

2.1.2.2 Phôi rèn tự do

Rèn tự do là dùng ngoại lực tác dụng (bằng tay hoặc bằng máy) thông qua các dụng cụ làm kim loại biến dạng tự do ở nhiệt độ rèn để tạo ra sản phẩm có hình dạng, kich thước theo yêu cầu

Rèn tự có độ chính xác về kích thước và hình dạng thấp, do đó để lại lượng dư gia công cắt gọt lớn, chi phí gia công cơ tăng, hệ số sử dụng vật liệu

K thấp do đó hiệu quả kinh tế không cao

Chất lượng giữa các phần phôi cũng như giữa các phôi không đều và phụ thuộc và tay nghề công nhân

Năng suất thấp

2.1.2.3 Dập thể tích (rèn khuôn)

Phôi dập thể tích có độ chính xác về hình dạng, kich thước và chất lượng bề mạt cao Hầu như kim loại bị biến dạng ở trạng thái ứng suất khối nên tính dẻo cao hơn, do đó biến dạng triệt để, chế tạo được các phôi có hình dạng phức tạp, hệ số sử dụng cao hơn so với rèn tự do

Do đó để gia công bánh răng phi tiêu chuẩn có số răng nhỏ Z<17 rất kinh tế và quá trình gia công nhanh

2.1.2.4 Dập tấm

Dập tấm là phương pháp biến dạng dẻo kim loại trong khuôn dưới tác dụng của ngoài lực, phôi dạng tấm tạo thành sản phẩm có hình dạng, kích

thước theo yêu cầu Vật liệu dùng là vật liệu dẻo như thép cacsbon thấp, thép hợp kim, kim loại và hợp kim mầu…Quá trình dập tiến hành ở trạng thái nguội gọi là dập nguội

Dập tấm có đặc điểm:

- Độ bóng cao, độ chính xác cao, có tính lắp lẫn tốt, nhiều sản phẩm không cần qua gia công cắt gọt

- Độ bền và độ cứng vững cao nên tiết kiệm kim loại

- Dẽ cơ khí hóa và tự động hóa

- Năng suất rất cao, thường dùng trong sản xuất lớn và hàng loạt, giá thành thấp

- Dập tấm thường dùng chế tạo các chi tiết vỏ, nắp đậy, thùng chứa trong các ngành ô tô, tàu thuyền, công nghiệp thực phẩm, hàng dân dụng

2.1.2.5 Nhóm hàn

Phôi hàn được chế tạo từ thép cán (thép tấm hoặc thép hình) nhờ ghép nối bằng hàn Phôi hàn tiết kiệm được từ 30-50% khối lượng vật liệu so với phôi đúc Khi chế tạo các chi tiết dạng hộp ở dạng sản xuất đơn chiếc thì sử dụng phôi hàn

là hợp lý nhất Chất lượng phôi hàn phụ thuộc và chất lượng mối hàn Khi hàn vật

bị nung nóng cục bộ tạo nên ứng suất dư lớn, tổ chức kim loại vùng gần mối hàn

bị thay đổi theo chiều hướng xấu làm giảm khả năng chịu tải trọng động Sau khi gia công cắt gọt và cùng với quá trình làm việc trạng thái ứng suất dư ở các mới hàn bị thay đổi dẫn đến chi tiết dễ bị biến dạng

2.2 Sơ lược về công nghệ dập tạo khối

2.2.1 Khái niệm

Công nghệ tạo hình khối là một phần của công nghệ gia công kim loại bằng áp lực, nhờ tính dẻo của kim loại làm biến dạng phôi hoặc điền đầy kim loại vào lòng khuôn hoặc làm kim loại chảy qua lỗ thoát của cối hoặc của chày để tạo ra chi tiết có hình dạng và kích thước theo yêu cầu

Thao tác đơn giản, không cần thợ bậc cao do đó giảm chi phí sản xuất

Có thể tạo được các chi tiết kích thước từ rất nhỏ ( trục đồng hồ) đến những chi tiết có kích thước vô cùng lớn (khối lượng đến 500 tấn)

Nhược điểm:

Hầu hết các quá trình tạo hình đều được thực hiện với phôi ở trạng thái nóng, do vậy chất lượng bề mặt chi tiết thấp, độ chính xác không cao, khó khăn cho việc cơ khí hóa và tự động hóa quá trình sản xuất

Do phải gia công với phôi ở trạng thái nóng nên công nhân phải làm việc trong môi trường nóng, độc, khói bụi Khi làm việc, các thiết bị thường gây tiếng ồn lớn, ảnh hưởng đến sức khỏe của người lao động Hiện nay phương pháp dập tạo hình khối với phôi ở trạng thái nguội được sử dụng khá phổi biến Khi đó độ nhẵn bóng bề mặt và độ chính xác chi tiết cao, không cần qua gia công cơ, nhưng phương pháp này chỉ áp dụng được với những chi tiết nhỏ và trung bìh do lực công nghệ lớn Phương pháp dập tọa hình khối không thể tạo được những chi tiết có hình dạng và kết cấu phức tạp như đối với công nghệ đúc Dập tạo hình khối thường phải sử dụng các thiết bị lớn đắt tiền do vậy chỉ thích hợp với sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối do phải đầu tư ban đầu lớn

2.3 Sơ đồ công nghệ tổng quát và phân loại công nghệ dập tạo khối 2.3.1 Sơ đồ công nghệ tổng quát

Hình 2.2 Sơ đồ công nghệ tổng quát

Phôi được đem đi nung bằng dòng điện cao tần hoặc bằng ngọn lửa khí sau đó được rèn tự do hoặc dập khối, sản phẩm sau quá trình rèn dập được xử

lý bằng gia công cắt gọt hoàn thiện

2.3.2 Phân loại công nghệ dập tạo khối

Gia công áp lực được phân thành 2 loại: Dập tấm và Dập tạo hình khối

Ở trong luận văn chỉ nghiên cứu Dập tạo hình khối

Hình 2.3 Sơ đồ công nghệ dập tạo khối

2.3.2.1 Dập nóng

Phôi được nung nóng tới nhiệt độ rèn dập Phương pháp này được sử dụng rộng rãi vì kim loại dẻo, biến dạng dễ dàng, điền đầy khuôn dập tốt, yêu cầu công suất thiết bị không quá cao, thiết bị và khuôn dập ít bị mài mòn Tuy nhiên đòi hỏi khuôn dập phải chịu mài mòn tốt, chất lượng bề mặt và độ chính xác kích thước của vật dập bị hạn chế Vì thế dập nóng thường dùng để đập thô hoặc dập sơ bộ trước khi dập nguội để chế tạo các vật dập có yêu cầu độ bóng bề mặt và độ chính xác kích thước không cao

2.3.2.2 Dập nguội

Phôi chỉ được nung đến nhiệt độ vừa phải (thường đến khoảng nhiệt độ kết thúc rèn dập) hoặc không cần nung nóng Sự biến dạng kim loại khó khăn, khả năng điền đầy khuôn dập là kém, đòi hỏi thiết bị phải có công suất lớn, thiết bị và khuôn dập chóng mòn và có thể xuất hiện ứng xuất dư trong kim

loại Ưu điểm là vật dập có độ bóng bề mặt tốt, độ chính xác kích thước không cao Phương pháp này thường dùng cho những nguyên công chính xác, sửa đúng vào lần cuối cùng trước khi ra thành sản phẩm

2.3.2.3 Dập khuôn hở

a- Phôi; b, c- Khuôn không có góc nghiêng (lý tưởng);

d,e- Khuôn có góc nghiêng Hình 2.4 Dập phôi trên khuôn hở

Là khuôn có mặt khuôn tại vùng tiếp giáp với vật gia công thẳng góc với phương của lực tác dụng, trong quá trình gia công kim loại biến dạng và chảy ra xung quanh không bị hạn chế Mặt phân khuôn thông thường là mặt phẳng nhưng cũng có thể là mặt gẫy khúc, mặt cong hay định hình

Dập trong khuôn hở thì tính dẻo của kim loại thấp, sự điền đầy của kim loại không cao, kim loại thừa tạo thành vành biên là không thể tránh khỏi, có khi

chiếm tới 20% lượng của phôi, thiết bị gia công đòi hỏi cần có công suất lớn nhưng việc tính toán phôi liệu dập không yêu cầu phải thật chính xác, mặt phân khuôn tương đối đơn giản

2.3.2.4 Dập khuôn kín

a,b- Khuôn kín không có góc nghiêng;

c- Khuôn kín có góc nghiêng; d- Khuôn kín trên máy rèn ngang

Hình 2.5 Dập phôi trên khuôn kín

Dập trong khuôn kín là dập trong khuôn có mặt phân khuôn tại vùng tiếp giáp với vật gia công song song hay gần song song với phương của lực tác dụng, vật dập không có hay hầu như không có vành biên, dập khuôn kín thì tính dẻo của kim loại tăng, khả năng điền đầy kim loại vào khuôn dập tốt, yêu cầu công suất thiết bị không lớn lắm, nhưng việc tính toán phôi phải chính xác, yêu cầu chất lượng nung nóng phôi cao

2.4 Nghiên cứu công nghệ dập khối gia công chi tiết bánh răng phi tiêu chuẩn

Bánh răng là chi tiết truyền chuyển động sử dụng phổ biến trong truyền động, làm việc trong điều kiện nặng nhọc Với các bánh răng phi tiêu chuẩn

có số răng nhỏ hơn 17 ví dụ như bàn quay máy xúc EKG 5A, các bánh răng hành tinh của xích gạt, máy xúc, máy bơm Các bánh răng phi tiêu chuẩn có kích thước nhỏ vì vậy dùng phương pháp dập khối rất hiệu quả và chính xác không phải sửa chữa gia công nhiều

Với phương pháp gia công truyền thống như đã nêu ở trên không đáp ứng được nhu cầu sử dụng như hiện nay vì vậy chọn phương pháp gia công dập khối để chế tạo bánh răng bởi các ưu điểm của công nghệ dập khối này

Trong quá trình thiết kế bánh răng phi tiêu chuẩn các thông số của bánh răng tính toán khá phức tạp và cần nhiều thời gian luận án chọn bánh răng theo phần mềm Inventer chỉ cần nhập các thông số của răng các thông số của động cơ truyền động ta có hình dạng và kích thước đầy đủ của răng và chọn phần mềm DEFORM để mô phỏng quá trình ép phôi tạo hình bánh răng

2.5 Nghiên cứu công nghệ dập khối chính xác bánh răng

2.5.1 Khái niệm công nghệ dập khối chính xác

Dập khối chính xác là phương pháp công nghệ tiên tiến, có nhiều ưu điểm nổi bật….Việc sử dụng phương pháp này để chế tạo các chi tiết phổ biến

ở nhiều nước công nghiệp phát triển

Phương pháp này đòi hỏi phôi trước khi đưa vào dập phải có độ chính xác cao về kích thước Với các vật dập dọc đòi hỏi độ chính xác về thể tích phôi, với vật dập ngang thì đòi hỏi độ chính xác về cả kích thước phôi

Dập khối chính xác thường được tiến hành trong lòng khuôn kín tùy thuộc vào hình dáng, kích thước, yêu cầu cơ tính … của từng chi tiết mà ta có thể lựa chọn được kiểu lòng khuôn dập phù hợp