Thuyet minh CN banh rang may det

đồ án công nghệ chế tạo máy

thuyết minh đồ án công nghệ chế tạo máy

Phần I Phân tích chi tiết gia công

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

* Bánh răng là chi tiết dùng để truyền mô men lực trong nhiều loại máy khác nhau Trong quá trình chuyển động các răng có các dạng hỏng nh : ăn mòn răng, gẫy răng, mòn răng Ngoài ra khi ăn khớp bánh răng chịu tải trọng va đập ảnh hởng đến khả năng làm việc và tuổi thọ của răng

* Từ các điều kiện phân tích trên để đảm bảo cho quá trình truyền

động đợc chính xác , làm việc đợc lâu dài thì bề mặt răng phảI đảm bảo cho quá trình truyền động chính xác, làm việc đợc lâu dài thì bề mặt răng phải đảm bảo độ nhẵn, độ cứng thích hợp, bớc răng chính xác, góc lợn chân răng, đỉnh răng phải hợp lý để tránh ứng suất Ngoài ra bề mặt

lỗ là bề mặt lắp ghép cần đợc gia công chính xác, đảm bảo độ nhẵn, độ vuông góc giữa đờng tâm lỗ và mặt đầu, độ đồng tâm giữa mặt lỗ và vòng chia của răng Các bề mặt khác không tham gia vào quá trình lắp ghép và truyền động cũng cần gia công để giảm ứng suất d bề mặt

1.2 Phân tích yêu cầu kỹ thuật của chi tiết và phơng pháp gia công lần cuối:

1.2.1 Phân tích yêu cầu kỹ thuật của chi tiết:

Dựa vào chức năng, điều kiện làm việc của chi tiết đã phân tích ở trên, dựa vào bản vẽ chi tiết, ta có các yêu cầu kỹ thuật sau:

- Yêu cầu độ chính xác của bản thân các bề mặt:

+ Độ chính xác đờng kính lỗ: Cấp 6(30+0,013)

+ Độ chính xác các kích thớc khác đạt Cấp 7

trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên

3

4

+ Độ nhám bề mặt lỗ: Ra 0.63 ( Đạt cấp 8)

+ Độ nhám bề mặt trụ ngoài và các bề mặt khác: Ra 2,5 ( Đạt cấp 6)

- Yêu cầu về độ chính xác vị trí tơng quan giữa các bề mặt:

+ Độ không đồng tâm giữa đờng tròn chia và mặt lỗ không quá 0,01 + Độ không vuông góc giữa mặt đầu và đờng tâm lỗ không quá 0,15 + Độ đảo giữa đờng tròn chia và mặt lỗ không quá 0,03

- Các yêu cầu khác:

+ Góc vát đầu răng 1,5x45o , các góc vát khác lấy 1x45o

1.2.2 Các phơng pháp gia công lần cuối các bề mặt quan trọng:

Dựa vào yêu cầu kỹ thuật của chi tiết gia công ta chọn các phơng pháp gia công lần cuôi của mặt trụ trong, mặt trụ ngoài nh sau:

Mặt trụ ngoài yêu cầu độ chính xác cấp 6 ta chọn phơng pháp gia công là phơng pháp tiện tinh mỏng, dùng dao hợp kim cứng

Mặt trụ trong yêu cầu độ chính xác cấp 8ta chọng phơng pháp gia công là chuốt

Mặt răng yêu cầu độ chính xác cấp 6 có thể đạt đợc khi phay răng bằng dao phay lăn răng

1.3 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu:

*Tính công nghệ trong kết cấu là một trong những tính chất quan trọng của sản phẩm cơ khí nhằm đảm bảo tiêu hao kim loại ít nhất, giá thành thấp nhất Tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết có ảnh hởng trực tiếp tới năng suất và độ chính xác của sản phẩm

Tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết phụ thuộc vào dạng sản xuất, tính chất loạt của sản phẩm và phụ thuộc vào điều kiện sản xuất

cụ thể Tính công nghệ trong kết cấu cần phải đợc đánh giá với tổng thể chi tiết gia công

* Với chi tiết gia công là bánh răng máy dệt:

-Về kết cấu:

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

9

+Chi tiết có hình dáng hình học đơn giản, thuận lợi cho quá trình chế tạo phôi

+Chi tiết bao gồm các mặt trụ đồng tâm, thuận lợi cho quá trình gia công cắt gọt, cụ thể là tiện Các lỗ có ren thực hiện bằng nguyên công khoan sau đó ta rô

+Bánh răng đợc chế tạo t Gang xám15-32 có độ cứng cao, độ ròn cao Do đó dễ bị nứt vỡ khi ứng suất tập trung tại các phần

chuyển tiếp Để hạn chế sự tập trung ứng suất tại các phần chuyển tiếp ta tạo các góc lợn

- Độ nhám bề mặt đạt cao nhất là cấp 8, ta có thể đạt đợc bằng

nguyên công chuốt

Nh vậy chi tiết đã cho đảm bảo tính công nghệ trong kết cấu

Phần II Xác định dạng sản xuất

2.1 Khái niệm dạng sản xuất

Dạng sản xuất là một khái niệm kinh tế- kỹ thuật tổng hợp phản ánh mối quan hệ qua lại giữa các đặc trng về kỹ thuật, công nghệ của nhà máy với các hình thức tổ chứac sản xuất, hạch toán kinh tế đợc sử dụng trong quá trình đó nhằm tạo ra các sản phẩm đảm bảo các chỉ tiêu kinh

tế – kỹ thuật

2.2 Xác định sản lợng hàng năm của chi tiết gia công:

Để xác định dạng sản xuất của chi tiết ta căn cứ vào sản lợng hàng năm của chi tiết gia công đợc tính theo công thức :

N = Ni m ( 1 + 100α )( 1 + 100β )

Trong đó:

N: là số chi tiết đợc sản xuất trong một năm

Ni: là số sản phẩm (số máy) sản xuất trong một năm

m : là số chi tiết trong một sản phẩm

β số chi tiết chế tạo thêm để dự trữ β = 6%

trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

15

16

α số phế phẩm chủ yếu trong các phân xởng nên α = 5%

Với đề tài chế tạo bánh răng máy dệt sản lợng 40.000 chi tiết/năm

Ta có : N = 40.000 ( 1 + 1005 )( 1 + 1006 ) = 44944 (chi tiết/năm)

2.3 Tính khối lợng sản phẩm

Khối lợng sản phẩm G = γ V

V là thể tích của chi tiết gia công

γ trọng lợng riêng với gang xám 15-32 ta có : γ = (6.8-7.4) kg/dm3

chọn γ = 7 kg/dm3

Ta có :











− +









30 4

46 45 4

90 2 15 4

4 112

π

= 415 450 (mm3)

V = 0,415 450 ( dm3)

G = 7.0,415450= 2,8 (kg)

2.3 Xác định dạng sản xuất:

Nh vậy ta có khôi lợng của chi tiết là 2,8 kg

Sản lợng hàng năm là 44944 chi tiết

Tra bảng 2 [tài liệu I] ta xác định đợc dạng sản xuất là hàng loạt lớn

21

Phần III Chọn phôi và phơng pháp chế tạo phôi

Việc chọn phôi và phơng pháp chế tạo phôi hợp lí sẽ giảm đợc quá trình gia công cơ khí, do vậy sẽ nâng cao hiệu quả kinh tế Để chọn đợc phơng pháp chế tạo phôi hợp lí cho bánh răng, ta cần dựa vào các yếu tố

cụ thể sau:

- Vật liệu: Gang xám 15-32

- Khối lợng chi tiết: 2.8 kg

- Hình dáng kết cấu của chi tiết: Đơn giản, gồm các mặt trụ đồng tâm,

lỗ có ren

- Dạng sản xuất: Loạt lớn

- Cơ sở vật chất kỹ thuật của điều kiện sản xuất: Có trang thiết bị tự chọn

3.1 Ta có các phơng án chế tạo phôi sau:

1 Phơng pháp đúc:

Ưu điểm: Tạo đợc các kết cấu phức tạp của chi tiết

Nhợc điểm: Cơ tính vật liệu không cao, dễ có các khuyết tật nh rỗ

co, lõm co, cấu tạo khuôn đúc phức tạp, chi phí cho vệc làm khuôn tốn kém…

Phạm vi sử dụng: Hiện nay phơng pháp này đợc sủ dụng rộng rãi trong các dạng sản xuất khác nhau Vật liệu phù hợp cho đúc là những vật liệu có tính chảy loãng cao nh gang, thép, đồng…

2 Phơng pháp rèn tự do:

Ưu điểm: Cơ tính vật liệu tốt, trang thiết bị đơn giản

trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên

27

28

Nhợc điểm: Không tạo đợc những kết cẩu phức tạp, không phù hợp với dạng sả xuất loạt lớn, năng suất thấp, độ chính xác thấp và phụ thuộc vào tay nghề công nhân

Phạm vi sử dụng: Chỉ phù hợp với sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ

3 Phơng pháp dập nóng:

Ưu điểm: Chế tạo phôi có cơ tính tốt, đồng đều, không phụ thuộc tay nghề công nhân, các thớ kim lọai và gân gờ tạo nên chi tiết có khả năng chịu lực tốt Tiết kiệm đợc nguồn nguyên liệu, cho năng suất cao

Nhợc điểm: Yêu cầu trang thiết bị phức tạp, khuôn rập chế tạo khó khăn

Phạm vi sử dụng: Trong sản xuất loạt lớn, hàng khối

4 Phơng pháp cán:

Ưu điểm: Tạo phôi đơn giản, chi phí thấp cho loạt sản xuất lớn Cho năng suất cao

Nhợc điểm: Không chế tạo đợc những chi tiế có hình dạng phức tạp, kích thớc chi tiết hạn chế

Phạm vi ứng dụng: Cho sản xuất loạt lớn hàng khối

3.2 Chọn phơng pháp chế tạo phôi:

Từ việc phân tích các phơng pháp chế tạo phôi, dựa vào các yếu tố

cụ thể trên chi tiết đợc giao, trong điều kiện sản xuất loạt lớn, trang thiết

bị tự chọn, ta chọn phơng pháp chế tạo phôi là phơng pháp đúc trong khuôn cát

3.3 Bản vẽ phôi đúc:

33

3.3.1 Bản vẽ chi tiết lồng phôi:

3.3.2 Bản vẽ phôi nằm trong khuôn:

3°

3°

T D

trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên

39

40

Phần IV Thiết kế quy trình công nghệ

4.1 Chọn chuẩn

4.1.1 Yêu cầu chung khi chọn chuẩn

-Đảm bảo chất lợng chi tiết trong suốt quá trình gia công

- Đảm bảo tăng năng suất và giá thành hạ

4.1.2 Nguyên tắc chung khi chọn chuẩn

- Chọn chuẩn phải xuất phát từ nguyên tắc 6 điểm, để khống chế hết

số bậc tự do hợp lý tránh hiện tợng siêu định vị và thiếu định vị

- Trong một số trờng hợp không nhất thiết phải khống chế hết 6 bậc

tự do

4.2 Chọn chuẩn tinh.

4.2.1 Yêu cầu khi chon chuẩn tinh.

- Chọn chuẩn tinh đảm bảo yêu cầu phân bố đủ lợng d cho các bề mặt

sẽ gia công

- Chọn chuẩn tinh phải đảm bảo độ chính xác về vị trí tơng quan giữa các bề mặt gia công với các bề mặt không gia công

4.2.2 Lời khuyên khi chọn chuẩn tinh.

- Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính

- Nên chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh thống nhất

- Nên chọn chuẩn tinh càng trùng nhiều chuẩn càng tốt

Nếu chọn chuẩn cơ sở trùng chuẩn định vị thì sai số chuẩn giảm

Nếu chọn chuẩn cơ sở trùng chuẩn định vị trùng chuẩn khởi xuất thì sai số chuẩn bằng không

45

Dựa vào hình dáng kết cấu của chi tiết, ta có các phơng án chọn chuẩn tinh nh sau:

4.2.3 Phơng án 1:

Chuẩn tinh là mặt lỗ khống chế bốn bậc tự do và mặt đầu khống chế một bậc tự do

+Ưu điểm:

- Chuẩn tinh thống nhất là mặt lỗ, mặt lỗ cũng là chuẩn tinh chính

- Không phải mất thời gian gia công chuẩn tinh phụ

- Đảm bảo độ chính xác cao qua nhiều lần gá đặt

- Kết cấu đồ gá nhỏ gọn

- Lực kẹp của cơ cấu kẹp nhỏ

+Nhợc điểm:

- Kích thớc đồ gá nhỏ lên độ cứng vững không cao

- Khi gia công mặt lỗ và mặt đầu cần phải gia công đồng thời trong một lần gá để đảm bảo độ chính xác

trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên

51

52

4.2.4 Phơng án 2:

Chuẩn tinh là mặt trụ ngoài khống chế hai bậc tự do và mặt đầu không chế ba bậc tự do

+ Ưu điểm:

- Cho phép gia công chính xác lỗ và mặt đầu trong một lần gá đặt

- Thực hiện định vị, gá đặt thuận lợi, độ cứng vững cao

+ Nhợc điểm:

- Bề mặt làm việckhông quan trọng bằng bề mặt lỗ

- Độ chính xác qua nhiều lần gá đặt giảm

4.3 Chọn chuẩn thô.

4.3.1 Yêu cầu khi chọn chuẩn thô.

- Chọn chuẩn thô phải đảm bảo phân phối đủ lợng d cho các bề mặt

sẽ gia công

- Chọn chuẩn thô phải đảm bảo đọ chính xác cần thiết về vị trí tơng quan giữa các bề mặt gia công với các bề mặt không gia công

57

4.3.2 Những lời khuyên khi chọn chuẩn thô.

- Nếu trên chi tiết gia công có 1 bề mặt không gia công nên chọn đó làm chuẩn thô

- Nếu trên chi tiết có 2 hay nhiều bề mặt không gia công nên chọn bề mặt không gia công đòi hỏi độ chính xác tơng quan với các bề mặt gia công công ở mức cao nhất chọn làm chuẩn thô

- Nếu chi tiết có tất cả các bề mặt phải gia công nên chọn bề mặt phôi ứng với bề mặt gia công nào mà trên đó bố trí lợng d đều và nhỏ nhất làm chuẩn thô

- Nếu chi tiết có nhiều bề mặt đủ điều kiện chọn làm chuẩn thô ta nên chọn bề mặt nào bằng phẳng nhất trơn chu nhất làm chuẩn thô

- ứng với mỗi bậc tự do nhất định của chi tiết gia công nên chọn chuẩn thô không quá một lần trong suốt quá trình gia công Vi phạm

điều này gọi là phạm chuẩn thô

4.3.3 Chọn chuẩn thô cho chi tiết:

Dựa vào chuẩn tinh đã đợc chọn, dựa vào các yêu cầu và lời khuyên khi chọn chuẩn thô, ta chọn các chuẩn thô nh sau:

Phơng án 1: Chuẩn thô để gia công chuẩn tinh là mặt trụ ngoài

khống chế hai bậc tự do và mặt đầu không chế ba bậc tự do

trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên

63

64

* Ưu điểm:

- Gá đặt thuận lợi

- Thuận lợi cho việc chọn chuẩn tinh và gia công các bề mặt làm chuẩn tinh

* Nhợc điểm:

- Dễ gây sai số và phế phẩm khi gia công

- Đồ gá cồng kềnh, chiếm vị trí gia công

* KL: Phơng án này định vị thuận lợi cho việc gia công bề mặt lỗ và mặt đầu trong cùng một lần gá đặt Do đó có thể cho độ chính xác cao

và tạo điều kiện cho việc chọn chuẩn tinh chính là mặt đầu và mặt lỗ khi gia công tinh

69

Phơng án 2: Chuẩn thô để gia công chuẩn tinh là mặt trụ ngoài

khống chế hai bậc tự do và mặt đầu không chế ba bậc tự do:

Ưu, nhợc điểm tơng tự phơng án 1

4.4 Định thứ tự nguyên công:

trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên

75

76

Phần V: tra lợng d

5.1 Nguyên công 1: Tiện thô mặt đầu và trụ ngoài, tiện lỗ, vát mép Bớc 1: Tiện thô mặt đầu và mặt trụ Φ112,4

Lợng d:

Tra bảng 4-4 ta có:

Lợng d cho vật đúc bằng gang trong khuôn cát là 2,7 mm; Sai lệch cho phép là 0,31 mm

Bớc 2: Tiện thô lỗ

Lợng d:

Tra bảng 4-4 ta có:

Lợng d cho vật đúc bằng gang trong khuôn cát là 3,0 mm;

Bớc 3: Tiện vát mép

5.2 Nguyên công II: Tiện thô mặt đầu và trụ ngoài, vát mép

Bớc 1: Tiện thô mặt đầu Φ112,4 và Φ46

Tra bảng 4-14 ta có:

Lợng d cho vật đúc bằng gang trong khuôn cát là 1,1 mm;

Bớc 2: Tiện thô mặt trụ ngoài Φ46

Lợng d:

Tra bảng 4-4 ta có:

Lợng d cho vật đúc bằng gang trong khuôn cát 2,7 mm;

Bớc 3: Tiện vát mép

5.3 Nguyên công III: Chuốt lỗ Φ30

Tra bảng 4-9 ta có:

Sai lệch cho phép 0,013 (cấp 7) Ta có lợng d theo đờng kính là 1,5 mm

81

5.4 Nguyên công IV: Tiện tinh mặt đầu và trụ ngoài, tiện lỗ, vát mép

Bớc 1: Tiện tinh mặt đầu và mặt trụ Φ112,4

Tra bảng 4-4 ta có:

Lợng d cho vật đúc bằng gang trong khuôn cát là 0,3 mm

Bớc 2: Tiện tinh mặt trụ ngoài Φ46

Tra bảng 4-4 ta có:

Lợng d cho vật đúc bằng gang trong khuôn cát là 0,3 mm

Bớc 3: Tiện vát mép

5.5 Nguyên công V: Tiện tinh mặt đầu, vát mép

Bớc 1: Tiện tinh mặt đầu Φ112,4

Tra bảng 4-14 ta có:

Lợng d cho vật đúc bằng gang trong khuôn cát là 0,15 mm;

Bớc 2: Tiện vát mép

5.6 Nguyên công VI: Khoan Φ8,5 và taroren M10

Bớc 1: Khoan Φ8,5

Bớc 2: Taroren M10

5.7 Nguyên công VII: Phay răng

Tra 4-27 ta có:

Lợng d gia công phay tinh với bánh răng có mô đun m = 2 là (0,4 -0.5 ) mm

trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên

87

88

Phần VI: Tra chế độ cắt:

5.1 Nguyên công 1: Tiện thô mặt đầu và trụ ngoài, tiện lỗ, vát mép Bớc 1: Tiện thô mặt đầu và mặt trụ Φ112,4

* Chiều sâu cắt (t): Theo tính toán lợng d, ta chọn t=1,8(mm)

Theo bảng 5-65 Tr 57 [II] ta có:

-Lợng chạy dao SZ:

Khi tiện Gang xam 15 -32, với độ cứng vững trung bình(175 – 230)HB

ta có :

SZ= 0,75 (mm)

-Tốc độ cắt V:

ta có V = 123 (m/ph)

Số vòng quay trục chính: nt=

D

V

Π

1000

Ta có đờng kính bề mặt gia công D = 112,4 mm

Ta có nt = 31000,14ì.112123,4= 248,2 v/ph

Theo chuỗi vòng quay trục chính của máy ta có:

N = 200 (vòng/ phút)

Bớc 2: Tiện thô lỗ

* Chiều sâu cắt (t): Theo tính toán lợng d, ta chọn t=1,8(mm)

Theo bảng 5-65 Tr 57 [II] ta có:

-Lợng chạy dao SZ:

Khi tiện Gang xam 15 -32, với độ cứng vững trung bình(175 – 230)HB

ta có :

SZ= 0,75 (mm)

93

-Tốc độ cắt V:

ta có V = 110(m/ph)

Số vòng quay trục chính: nt=

D

V

Π

1000

Ta có đờng kính bề mặt gia công D = 30 mm

Ta có nt = 10003,14.ì11030 = 867,72 v/ph

Theo chuỗi vòng quay trục chính của máy ta có:

N = 800 (vòng/ phút)

Bớc 3: Tiện vát mép

Chạy dao bằng tay

5.2 Nguyên công II: Tiện thô mặt đầu và trụ ngoài, tiện lỗ, vát mép Bớc 1: Tiện thô mặt đầu Φ112,4 và Φ46

* Chiều sâu cắt (t): Theo tính toán lợng d, ta chọn t=1,8(mm)

Theo bảng 5-65 Tr 57 [II] ta có:

-Lợng chạy dao SZ:

Khi tiện Gang xam 15 -32, với độ cứng vững trung bình(175 – 230)HB

ta có :

SZ= 0,75 (mm)

-Tốc độ cắt V:

ta có V = 154(m/ph)

Số vòng quay trục chính: nt=

D

V

Π

1000

Ta có đờng kính bề mặt gia công D = 112,4 mm

Ta có nt = 31000,14ì.112154,4= 257.8v/ph

trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên

99

100

Theo chuỗi vòng quay trục chính của máy ta có

N = 250 (vòng/ phút)

Bớc 2: Tiện thô mặt trụ ngoài Φ46

* Chiều sâu cắt (t): Theo tính toán lợng d, ta chọn t=1,8(mm)

Theo bảng 5-65 Tr 57 [II] ta có:

-Lợng chạy dao SZ:

Khi tiện Gang xam 15 -32, với độ cứng vững trung bình(175 – 230)HB

ta có :

SZ= 0,75 (mm)

-Tốc độ cắt V:

ta có V = 123(m/ph)

Số vòng quay trục chính: nt=

D

V

Π

1000

Ta có đờng kính bề mặt gia công D = 46 mm

Ta có nt = 10003,14.ì12346 = 851.5/ph

Theo chuỗi vòng quay trục chính của máy ta có

N = 800 (vòng/ phút)

5.3 Nguyên công III: Chuốt lỗ Φ30

dựa theo độ chính xác gia công

Lời nói đầu

105