Đồ án Quy trình chế tạo chi tiết Bánh Răng

Đồ án chế tạo bánh răng trụ răng thẳng Đồ án chế tạo bánh răng trụ răng thẳng Đồ án chế tạo bánh răng trụ răng thẳng Đồ án chế tạo bánh răng trụ răng thẳng Đồ án chế tạo bánh răng trụ răng thẳng Đồ án chế tạo bánh răng trụ răng thẳng Đồ án chế tạo bánh răng trụ răng thẳng Đồ án chế tạo bánh răng trụ răng thẳng

M c l cụ ụ

LỜI NÓI ĐẦU 2

PHẦN 1 PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ DẠNG SẢN XUẤT 3

1 Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết 3

2 Điều kiện làm việc của chi tiết 3

3 Tính công nghệ trong kết cấu 4

N: Sản lượng hàng năm 5

PHẦN 2: XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ THIẾT LẬP BẢN VẼ PHÔI 6

1.Xác định phương pháp chế tạo phôi 6

PHẦN 3.THIẾT KẾ QUY TRÌNH GIA CÔNG CHI TIẾT 7

1.Xác định đường lối công nghệ 7

2.Chọn phương pháp gia công 7

3.Tính chế độ cắt cho một nguyên công và tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại. 7

3.1.Lập sơ bộ các nguyên công: 7

3.2 Chế độ cắt, thời gian gia công 8

2 Tính lượng dư cho một bề mặt và tra lượng dư cho các bề mặt còn lại 44

2.1.Tính lượng dư gia công khi gia công lỗ 50 44

2.2 Tra lượng dư cho các bề mặt còn lại 46

PHẦN 4: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ 46

1 Các bộ phận của đồ gá 47

2 Yêu cầu kỹ thuật 47

3 Phương pháp tính lực kẹp 48

4 Tính sai số chuẩn 51

Kết luận 52

TÀI LIỆU THAM KHẢO 53

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 công nghiệp nặng nóichung và ngành gia công sản phẩm nói riêng, nó luôn được đầu tư phát triểnngày một mạnh hơn

Hiện nay, nền công nghiệp trở thành ngành quan trọng bậc nhất trong hệthống các ngành kinh tế của đất nước Trong đó ngành gia công cơ khí đóngmột vai trò hết sức quan trọng Nó không những thúc đẩy các nghành kinh tếkhác phát triển mà còn đóng góp một phần không nhỏ vào tổng thu nhậpkinh tế của đất nước, bởi vậy ngành công nghiệp gia công cơ khí luôn đượctín trọng đầu tư phát triển nhất là trong mấy năm vừa qua khi công cuộcCNH-HĐH đất nước diễn ra mạnh mẽ thì ngành công nghiệp của nước taphát triển về tốc độ rất nhanh Vấn đề đặt ra là chúng ta phải sáng chế, sửachữa phục 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 hiện nay thìđội ngũ này ngày càng phải có trình độ kỹ thuật, tay nghề cao, am hiểu vềmáy móc thiết bị và được đào tạo cơ bản về thực hiên công việc sửa chữa –bảo trì thiết bị một cách tốt nhất, đảm bảo cả về yêu cầu kỹ thuật, an toàn màchỉ với thời gian ít nhất

Qua thời gian làm đồ án môn học với đề tài em được giao là “Thiết kếqui trình công nghệ gia công bánh răng ” Với sự hướng dẫn tận tình củathầy và cô trong khoa cơ khí Tuy nhiên sẽ không thể tránh khỏi những thiếusót, em mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy 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 em trong

suốt thời gian học tập cũng như làm đồ án Đặc biệt là thầy Đặng Văn Hòa , em mong muốn sẽ mãi nhận được sự chỉ dậy tạo điều kiện giúp đỡ của

các thầy để em tiến bộ hơn Sự quan tâm chỉ dậy giúp đỡ của thầy đã giúp

em có kết quả tốt trong học tập, sẽ có việc làm tốt phù hợp giúp em tự tin khitiếp xúc với công việc của mình sau khi ra trường

Em xin chân thành cảm ơn !

Sinh viên nhóm 3

Phạm Văn Ninh

Đặng Quyết Tiến

Tạ Đức Thiện

PHẦN 1 PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ DẠNG SẢN XUẤT

1 Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết

-Dựa vào bản vẽ chi tiết ta thấy chi tiết là chi tiết dạng bánh răng

-Bề mặt làm việc chủ yếu của bánh răng là các bề mặt trong và các bề mặt trụ trong của chi tiết

-Chức năng: dùng truyền động quay giữa các trục

2 Điều kiện làm việc của chi tiết

-Chi tiết làm việc chịu men xoắn lớn do phải truyền chuyển động quay cho các chi tiết khác , va đập chịu mài mòn cao do đó chi tiết phải có độ cứng cao

-Vật liệu thép C45

Bảng 1.1: Thành phần hóa học của thép C45

0,4-0,5 0,17-0,37 0,5 – 0,8 0,045 0,045 0,3 0,3

3 Tính công nghệ trong kết cấu

-Tính công nghệ trong kết cấu là những đặc điểm về kết cấu cũng như những

yêu cầu kỹ thuật ứng với chức năng làm việc của chi tiết gia công Nó có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao tính công nghệ, giảm khối lượng lao động,tăng hệ số sử dụng vật liệu và hạ giá thành sản phẩm

-Chi tiết bánh răng là một trong các chi tiết dạng đĩa do vậy một số yêu cầu phảiđược đảm bảo:

+ Hình dáng lỗ phải đơn giản bởi vì nếu lỗ phức tạp sẽ phải dùng các máy tựđộng hoặc máy rơvonve

+ Hình dáng vành ngoài của bánh răng phải đơn giản Bánh răng có tính côngnghệ cao nhất là bánh răng không có gờ

+ Nếu có gờ chỉ nên ở một phía, vì nếu gờ ở hai phía thời gian gia công sẽ tănglên rất nhiều

+ Kết cấu của bánh răng phải tạo điều kiện gia công bằng nhiều dao cùng mộtlúc

+ Đối với các bánh răng nghiêng thì góc nghiêng nên dưới 30

4.Xác định dạng sản xuất.

* Sản lượng hàng năm của chi tiết được xác định theo công thức sau đây:

N = N0 m [1+(+)/100]

Trong đó:

N : Số chi tiết được sản xuất trong một năm;

N0: Số sản phẩm (số máy) được sản xuất trong một năm;

m : Số chi tiết trong một sản phẩm;

-Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ (5% đến 7%)

chọn  = 6%

Ta xét thêm % phế phẩm  = 3%  6%, chọn  = 4%, lúc đó :

N = N0 m [ 1+ (+)/100]

Thay số ta có: N =40000.1 [1+(4+6)/100]= 44000 chi tiết/năm

*Trọng lượng của chi tiết được xác định theo công thức:

-Dựa vào bản vẽ 3D trong phần mềm SolidWorks ta có Vậy trọng lượng chi

Trọng lượng chi tiết 32,9kg và sản lượng 4400 chi tiết/năm nên dạng sản suất làhàng loạt lớn

-Chọn phương pháp chế tạo phôi bằng phương pháp đúc trong khuôn cát

 Ưu Điểm:

- Đối với sản xuất nhỏ ( <100) chi phí đầu tư thấp

- Đúc được cả hợp kim đen và hợp kim màu

- Có thể đúc được những chi tiết lớn

- Chi phí cho dụng cụ là nhỏ nhất

 Nhược Điểm:

- Độ chính xác thấp hơn so với 1 số phương pháp khác

- Trọng lượng đúc vượt hơn nhiều so với trọng lượng vật cần đúc

- Bề mặt sản phẩm đúc gang thường xấu và thô

Để đảm bảo yêu cầu về kỹ thuật cũng như tính công nghệ trong chi tiết chúng ta

sử dụng vật liệu làm chi tiết là C45 Sau khi đúc cần có nguyên công làm sạch

và cắt bavia

PHẦN 2: XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ THIẾT

LẬP BẢN VẼ PHÔI 1.Xác định phương pháp chế tạo phôi

-Chọn phương pháp chế tạo phôi bằng phương pháp đúc trong khuôn cát.Đểđảm bảo yêu cầu về kỹ thuật cũng như tính công nghệ trong chi tiết chúng ta sửdụng vật liệu làm chi tiết là thép C45 Sau khi đúc cần có nguyên công làm sạch

và cắt bavia

PHẦN 3.THIẾT KẾ QUY TRÌNH GIA CÔNG CHI TIẾT

1.Xác định đường lối công nghệ

-Do sản xuất hàng loạt lớn nên quy trình công nghệ được xây dựng theo nguyêntắc phân tán nguyên công Ở đây, mỗi máy thực hiện một nguyên công nhất định, đồ gá được sử dụng là đồ gá chuyên dùng

-Do sản xuất hàng loạt lớn nên ta chọn phương pháp gia công cùng một vị trí ,một dao, gia công tuần tự Dùng máy vạn năng kết hợp với đồ gá chuyên dùng

2.Chọn phương pháp gia công

- Khi gia công các mặt phẳng đạt độ bóng bề mặt Rz= 20m chọn phương pháp gia công là tiện Ta chọn gia công lần cuối là tiện tinh.

- Các bề mặt trụ bậc còn lại có độ bóng Rz = 20m, chọn phương pháp gia côngtiện

- Gia công 1 lỗ Ø55 đạt Ra = 2.5m Chọn phương pháp gia công lần cuối là tiên tinh

3.Tính chế độ cắt cho một nguyên công và tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại.

3.1.Lập sơ bộ các nguyên công:

- Nguyên công 1: gia công tạo chuẩn thô sơ bộ , tiện khỏa mặt đầu (1) đạt

86.50,1,(Tạ Đức Thiện)

- Nguyên công 2 :Tiện khỏa mặt đầu 800,1 (4) mặt trụ ngoài Ø410 0,1 ( Tạđức Thiện)

- Nguyên công 3: Vát mép (2,3)(Đặng Quyết Tiến)

- Nguyên công 4: Tiện lỗ trục Ø50H7 (7)(Đặng Quyết Tiến)

- Nguyên công5: Gia công rãnh then (8) bằng gia công trên máy xọc để làm

chuẩn định vị cho các nguyên công sau.(Đặng Quyết Tiến)

- Nguyên công 6: Phay lăn răng (5) trên máy phay lăn răng 5K324.(Phạm Văn

Ninh)

- Nguyên công7: nhiệt luyện ( Phạm Văn Ninh)

- Nguyên công 8 : khoan 4 lỗ ( Phạm Văn Ninh)

- Nguyên công9: Kiểm tra độ đồng tâm của lỗ Ø50H7 và đường kính vòng

chia, độ không vuông góc giữa các mặt lỗ và mặt đầu (kiểm tra bằng đồng hồso).(Tạ Đức Thiện)

3.2 Chế độ cắt, thời gian gia công

3.2.1.Nguyên công 1: : gia công tạo chuẩn thô sơ bộ , tiện khỏa mặt đầu (1) đạt

86.50,1

-Định vị:

Chi tiết được định vị ở mặt đáy 3 bậc tự do vào gờ trái của chấu cặp Bề mặttiếp xúc còn lại của chấu cặp khống chế 2 bậc tự do

-Kẹp chặt:

Chấu cặp là cơ cấu tự định tâm , vừa định vị vừa kẹp chặt chi tiết Phương củalực kẹp vuông góc với đường tâm chi tiết gia công

-Chọn máy:

Máy tiện T630

+Công suất của máy Nm = 14kW

+Hiệu suất máy η=0.75

+Số vòng trục chính(vg/ph): 10;12,5; 16; 20;25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125;160; 200;250;315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250

-Chọn dao:

Chọn vật liệu dao là T15K6 kích thước 20x30

Tiện khỏa mặt đầu

tra bảng 5 – 9 sổ tay công nghệ chế tạo máy _ II K mp ⋅= ( σ B

750)ny

K mp⋅= (610 ❑

750 )0,75

= 0,86bảng 5 – 22 sổ tay công nghệ chế tạo máy _ II :

So sáng với công suất máy ⇒máy làm việc an toàn

*Thời gian gia công

L = D2 = ¿210 mm

K γ py= 1 , Kpy = 0,5 , ⋅ K λpy= ¿ 1

Kpy = 0,86 0,5 1 1 = 0,43

Thay vào ta được :

So sáng với công suất máy ⇒máy làm việc an toàn

*Thời gian gia công

3.2.2.Nguyên công 2:Tiện khỏa mặt đầu còn lại đạt 800,1 mặt trụ ngoài

Bước 1 : tiện mặt còn lại đạt 80

+Công suất của máy Nm = 14kW

+Hiệu suất máy η=0.75

+Số vòng trục chính(vg/ph): 10;12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125;160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250

K γpz= 1 , Kpz = 0,89 , ⋅ K λ pz= ¿ 1

Kpz =0,86 0,89 1 1 =0,76

Pz=10.300.2,41,0.1,20,75.131,9-0,15.0,76 = 3016,4 (N)

*Công suất tiêu thụ :

N=60.1020Pz V =3016,4.131,91020.60 =6,5 KW

So sáng với công suất máy ⇒máy làm việc an toàn

*Thời gian gia công

- kUV : hệ số phụ thuộc vật liệu dụng cụ cắt, Tra bảng 5-6 (STCNCTM)

*Thời gian gia công

Bước 2: Tiện mặt trụ ngoài

*Tính lực cắt

- Lực tiếp tuyến : Pz= 10.Cpz.tx

pz.Sy

pz.Vnz.Kpz (N)tra bảng 5 – 23 sổ tay công nghệ chế tạo máy _ II chọn C

tra bảng 5 – 9 sổ tay công nghệ chế tạo máy _ II K mp ⋅= ( σ B

750)ny

K mp⋅= (610 ❑

750 )0,75

= 0,86bảng 5 – 22 sổ tay công nghệ chế tạo máy _ II :

So sáng với công suất máy ⇒máy làm việc an toàn

*Thời gian gia công

tra bảng 5 – 9 sổ tay công nghệ chế tạo máy _ II K mp ⋅= ( σ B

750)ny

K mp⋅= (610❑

750 )0,75

= 0,86bảng 5 – 22 sổ tay công nghệ chế tạo máy _ II :

N=60.1020Pz V = 219,4.326,61020.60 = 1,2 KW

So sáng với công suất máy ⇒máy làm việc an toàn

*Thời gian gia công

Tra bảng 5 -64 sổ tay CN CTM _II : tốc độ cắt V = 188 m/phút

Vận tốc tính toán V = V b K1 K2.K3 K4

K1:hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền của daoK1=1,06

K2:hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng chính K2=0,82

K3 : hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt phôi K3=1

K4: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kim cứng của dao K4=1

CPZ = 300 , xpz =1 ,.ypz =0,75 , nz =- 0,15

Kpz = K mp⋅ K γpz⋅ K λ pz ⋅Kpz

tra bảng 5 – 9 sổ tay công nghệ chế tạo máy _ II

K γ px= 1,17 , Kpx = 1 , ⋅ K λpx= ¿ 1

Kpx = 0,86 1,17 1 1 = 1

Px =10.339.2,4.0,50,4.131,9-0,4 = 874,8 (N)

*Công suất tiêu thụ :

N=60.1020Pz V =1564,4.131,91020.60 =3,4 KW

So sáng với công suất máy ⇒máy làm việc an toàn

*Thời gian gia công

- kNV: hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt của phôi ,Tra bảng 5(STCNCTM)

tra bảng 5 – 9 sổ tay công nghệ chế tạo máy _ II K mp ⋅= ( σ B

750)ny

K mp⋅= (610 ❑

750 )0,75

= 0,86bảng 5 – 22 sổ tay công nghệ chế tạo máy _ II :

So sáng với công suất máy ⇒máy làm việc an toàn

*Thời gian gia công

L = 86,5 mm

3.2.5.Nguyên công5: Xọc then

1.Định vị :

+ Khối V khống chế 2 bậc tự do

+ Phiến tì khống chế 3 bậc tự do

2 Kẹp chặt :

+ Dùng mỏ kẹp , lực kẹp từ trên xuống dưới

3 Chọn Máy :Máy xọc 7A412 , Công suất động cơ: 14 kW

Thời gian cơ bản của nguyên công 5:Xọc rãnh then

T03 =S.n H = 0,04.145,95,5 =0,94 (phút)

3.2.6.Nguyên công 6: Phay lăn răng

Sử dụng dao phay lăn răng (trục vít) thép gió p18 m=5 , d0=140 , d=50 ,

d1=85 , L=140 ,số rãnh thoát phoi 14 (bảng 4 106 sổ tay CN CTM_ I )

- Chọn Máy :

-Máy phay lăn răng 5K32: Có các thông số sau:

+kích thước 2650x1510x2000

+Công suất động cơ 7,5 Kw

+moodun bánh răng lớn nhất cắt được 10

+đường kính lớn nhất trục vít được cắt 800

+đường kính lớn nhất bánh răng được cắt 800

+bàn máy :khoảng cách giữa tâm máy và trục dao 80-500mm

Chế độ cắt :

lượng dao sau khi chi tiết quay được 1 vòng theo bảng 104 chế độ cắt khi gia công cơ khí Sd=2,5-3,5mm/vòng chọn Sd=2,5mm/vòng, vì m=5 nên cắt 1 lần chiều sâu cắt = 11,25mm

Để tạo ra tốc độ quay của phôi chuyển động của dao cắt để chế tạo ra chi tiết có biên dạng răng đạt yêu cầu ta sử dụng các cặp bánh răng thay thế phù hợp tạo racác tỷ số truyền phù hợp.

Thời gian cơ bản của nguyên công 5: Phay lăn răng

3.2.7 Nguyên công 7: Nhiệt luyện

1.Mục đích và yêu cầu kỹ thuật:

Nhiệt luyện là quá trình xử lý kim loại và hợp kim bằng nhiệt, thường bằng bagiai đoạn: Nung nóng, giữ nhiệt và làm nguội nhằm làm biến đổi tổ chức và tínhchất của kim loại và hợp kim theo yêu cầu Với chi tiết bánh răng di trượt vậtliệu là thép 45 thuộc thép trước cùng tích yêu cầu nhiệt luyện đạt độ cứng làHRC 42 …45

to = Ac3 + (20÷50) = 800+50= 850oC và cuối cùng là làm nguội bằng nước ởnhiệt độ 18oC, độ cứng sau khi tôi là 56-58HRC.

Sau khi tôi ta tiến hành Ram (ram là nhiệm vụ bắt buộc sau khi tôi ).Ram cũng là quá trình nhiệt luyện gồm 3 giai đoạn Nung nóng thép đã tôi đếnmột nhiệt độ nhất định (thấp hơn A1=727oC), giữ nhiệt một thời gian nhằm làmbiến đổi cấu tạo bên trong của thép, làm giảm ứng suất của thép do quá trình tôigây nên, tăng độ dẻo dai cho thép đến mức cần thiến Đối với thép kết cấu loạitốt có 0,45%C ta tiến hành ram thấp Ram thấp là quá trình nung nóng thép đãtôi đến nhiệt độ trong khoảng 150ữ250oC, khi đó tổ chức nhận được làmactenitram Mục đích ta tiến hành ram thấp vì loại này làm giảm một phầnứng suất còn độ cứng hầu như không bị giảm Còn ram trung thì nung nóng thép

ở nhiệt độ 300 - 450oC thì độ cứng có giảm và ứng suất giảm mạnh trong quátrình ram 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

200oC, khi đó dộ cứng sẽ đạt 42…45HRC thời gian giữ nhiệt ram và tôi thườnglấy là 20÷25% thời gian nung

3.2.8 Nguyên công 8: Khoan 4 lỗ

+ Chi tiết định vị trên khối V và phiến ty phẳng hạn chế năm bậc tự do.

+ Máy khoan 2A150.

+Công suất động cơ 4,5 Kw

+đường kính lớn nhất khoan đc 80mm

+đường kínhnhỏ nhất khoan đc 10mm

+bàn máy :khoảng cách giữa mũi khoan và bàn máy 350 mm

+ Dao: Mũi khoan L=100 l= 60

+ Chế độ khoan

Lượng tiến giao 0.1-0.3 mm

Công suất tiêu thụ

N=60.1020Pz V = 219,4.326,61020.60 = 1,2 KW

+ Thời gian gia công

T05 = 20+38,18+32,5.50 1 .20.1 =5,8 phút

3.2.9 Nguyên công 9: Kiểm tra

-kiểm tra sai số profin răng

-Kiểm tra độ không vuông góc giữa đường tâm lỗ và măt đầu

-Kiểm tra sai số bước vòng

-Kiểm tra sai lệch khoảng pháp tuyến chung

-Kiểm tra độ đảo vòng chia

+) Độ đảo vành răng : Fr = 40 m

+) Độ dao động chiều dài phỏp tuyến chung : F v w = 28 m

+) Sai lệch bước ăn khớp: fpb =  17 m

+) Sai lệch bước vũng : fpt =  18 m

+) viết tiếp xỳc tổng : theo chiều cao 45% , theo chiều dài 60%

2 Tính lượng dư cho một bề mặt và tra lượng dư cho các bề mặt còn lại

2.1.Tính lượng dư gia công khi gia công lỗ 50

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

Lượng dư gia công được xác định theo công thức:

) ε ρ (

2

1 1

1 min R zi T i i i