Đang tải... (xem toàn văn)
Trong bánh răng ta cần chế tạo không có rãnh lắp then để momen xoắn. Do đó trong quá trình làm việc bánh răng là chi tiết trung gian, có nhiệm vụ truyền chuyển động từ trục này sang trục khác một cách gián tiếp. Vậy để đảm bảo bánh răng ta chế tạo hàn thành tốt nhiệm vụ của nó thì khi chế tạo ta cần chú ý đến các yêu cầu kỹ thuật sau:•Độ đồng tâm của Ø40 và Ø186 không vượt quá 0,1mm.•Độ không vuông góc giữa Ø40 và mặt đầu không vượt quá 0,005100mm đường kính.•Các bề mặt không gia công đạt cấp chính xác cấp 8 đến cấp 10, và RZ = 40µm.
Đồ án công nghệ chế tạo máy GVHD: Hoàng Văn Thạnh CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA SẢN PHẨM 1. Phân tích điều kiện làm việc. Theo đề bài ta phải “ Thiết kế quy trình công nghệ để chế tạo bánh răng có m = 5, β = 0 với sản lượng 6000 chiếc/năm”. Với điều kiện của nền cơ khí ở Việt Nam có dạng như sau. Ð? côn 1:3 8 Ø150 -0.014 -0.054 Ø136 -0.014 -0.039 Ø60 -0.014 -0.039 30 R2 R2 1,5x45° 1,5x45° Ø40 Ø200 -0.015 -0.061 Ø190 2.5 1.25 1.25 2.5 2.5 2.5 Ø162 So với các cơ cấu cơ khí truyền động khác thì truyền động bánh răng có các ưu điểm nổi bậc sau: • Kích thước của cơ cấu truyền tải nhỏ gọn mà khả năng tải lớn. • Tỷ số truyền chuyển động không thay đổi, quá trình ăn khớp êm. • Hiệu suất làm việc cao có thể đến 0,97 ÷ 0,99%. • Tuổi thọ cao làm việc tin cậy. Do đó mà bánh răng là chi tiết cơ khí dung để truyền chuyển động rộng rãi và phổ biến trong các loại máy móc khác nhau. Chúng dùng để truyền hoặc đảo chuyển động quay tròn cùng momen xoắn giữa các trục (nhờ các cặp bánh răng ăn khớp với nhau) hoặc dùng để biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến (nhờ bánh răng ăn khớp với thanh răng ). Vật liệu chế tạo bánh răng là GX 21-40 có các thành phần sau: C = 2,8 ÷ 3,5%; Si = 1,5 ÷ 3%; Mn = 0,50 ÷ 1,0%; P = 0,1 ÷ 0,20%; S = 0,08 ÷ 0,12% [σ]bk = 210 MPa [σ]bu = 400 Mpa 2. Yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm. Trong bánh răng ta cần chế tạo không có rãnh lắp then để momen xoắn. Do đó trong quá trình làm việc bánh răng là chi tiết trung gian, có nhiệm vụ truyền chuyển động từ trục này sang trục khác một cách gián tiếp. Vậy để đảm bảo SVTH: Nguyễn Hiệp Trang 1 Đồ án công nghệ chế tạo máy GVHD: Hoàng Văn Thạnh bánh răng ta chế tạo hàn thành tốt nhiệm vụ của nó thì khi chế tạo ta cần chú ý đến các yêu cầu kỹ thuật sau: • Độ đồng tâm của Ø40 và Ø186 không vượt quá 0,1mm. • Độ không vuông góc giữa Ø40 và mặt đầu không vượt quá 0,005/100mm đường kính. • Các bề mặt không gia công đạt cấp chính xác cấp 8 đến cấp 10, và R Z = 40µm. CHƯƠNG II: ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT SVTH: Nguyễn Hiệp Trang 2 Đồ án công nghệ chế tạo máy GVHD: Hoàng Văn Thạnh Số chi tiết sản xuất trong 1 năm là: + += 100 1m.NN 1 βα Trong đó: N: số chi tiết được sản xuất trong một năm N 1 : số sản phẩm được sản xuất trong một năm m: số chi tiết trong một sản phẩm β: số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ (5% đến 7%) α: số phế phẩm (3% - 6%) 6480) 100 53 1.(6000 = + += N (chiếc/năm) Khối lượng các chi tiết xác định theo công thức: Q = V.γ + Q: trọng lượng của chi tiết (kg). + V: thể tích chi tiết ( 3 dm ). + γ gang xám =(6,8÷7,4)kg/dm 3 ≈ 7,2 kg/dm 3 . V 1 V 2 V 3 V 4 V 5 V 7 V 6 V 8 V 1 = 5,9. 2 60 2 136 . 22 − π = 111086,92mm 3 . V 2 = 8. 2 32 . 2 π = 6430,72mm 3 . V 3 = 3 30 . 2 30 2 30 . 2 40 2 40 . 22 + + π = 43567,5mm 3 . V 4 = 5,1. 2 60 2 136 . 22 − π = 17540,04mm 3 . SVTH: Nguyễn Hiệp Trang 3 Đồ án công nghệ chế tạo máy GVHD: Hoàng Văn Thạnh V 5 = 5,1. 2 57 2 139 . 22 − π = 18924,78mm 3 . V 6 = 6. 2 150 2 162 . 22 − π = 17634,14mm 3 . V 7 = 12. 2 150 2 162 . 22 − π = 35268,48mm 3 . V 8 = 30. 2 162 2 π = 618046,2mm 3 . Thể tích của chi tiết l;à: V = V 8 – (2.V 1 + 4.V 2 + V 3 + V 4 + V 5 + V 6 + V 7 ) = 618046,2 – (2. 111086,92+ 4. 6430,72 + 43567,5 + 17540,04+ 18924,78 + 17634,14 + 35268,48) = 618046,2 - 380831,66 = 237214,54mm 3 => Q = 0,237214,54.7,2 = 1,8kg Dạng sản xuất Q 1 - trong lượng của chi tiết >200 Kg 4÷200 Kg <4 Kg Sản lượng hàng năm của chi tiết (chiếc) Đơn chiếc <5 <10 <100 Hàng loạt nhỏ 55÷10 10-200 100-500 Hàng loạt vừa 100-300 200-500 500-5000 Hàng loạt lớn 300-1000 500-1000 5000-50000 Hàng khối >1000 > 5000 > 500000 Với Q = 1,8kg, N = 6000 (chiếc/năm). Theo bảng ta chọn hàng loạt lớn. SVTH: Nguyễn Hiệp Trang 4 Đồ án công nghệ chế tạo máy GVHD: Hoàng Văn Thạnh CHƯƠNG III: LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI Ta có thể chọn nhiều phương pháp tạo phôi như: rèn, đúc, dập nhưng với vật liệu GX 21-40 ta chọn phương án đúc có tính hiệu quả và ít tốn kém. Ta có thể đúc trong khuôn cát, khuôn kim loại, đúc ly tâm, đúc áp lực… có thể làm khuôn bằng tay hay bằng máy. 3.1. Đúc trong khuôn cát. Làm khuôn bằng tay: áp dụng cho việc đúc với dạng sản xuất đơn chiếc nhưng chi tiết có kích thước lớn, độ chính xác và năng suất phụ thuộc vào tay nghề đúc. Làm khuôn bằng máy: áp dụng cho đúc hàng loạt vừa và hàng khối, năng suất và độ chính xác cao. 3.2. Đúc trong khuôn kim loại: Sản phẩm có kích thước , cơ tính cao. Phương án này sản xuất cho hàng loạt lớn và hàng khối. vật đúc có khối lượng nhỏ khoảng 12kg, hình dạng vật đúc không phức tạp và không có thành mỏng. 3.3. Đúc ly tâm. Áp dụng vật đúc có dạng tròn xoay do lực ly tâm khi rót kim loại lỏng vào khuôn quay, kết cấu của vật thể chặt hơn, nhưng khong đồng đều từ ngoài vào trong. 3.4. Đúc áp lực: Áp dụng đối với các chi tiết có hình dạng phức tạp phương án này cho ta độ chính xác cao, cơ tính tốt. - Cho độ bóng cao , độ chính xác cao (độ chính xác tới 0,01 mm cấp chính xác đạt cấp 5 – 7 ) - Đúc được những vật đúc phức tạp do kim loại dưới tác dụng của lực ép điền đầy khuôn tốt. - Do khuôn kim loại dẫn nhiệt cao và nguội nhanh, hạt nhỏ mịn cơ tính cao. Năng xuất cao. Nhược điểm : Khuôn chế tạo giá thành cao , chóng mòn. 3.5. chọn phướng pháp chế tạo phôi. Vậy ta chọn phương pháp chế tạo phôi là đúc trong khuôn kim loại để nâng cao chất lượng phôi. SVTH: Nguyễn Hiệp Trang 5 Đồ án công nghệ chế tạo máy GVHD: Hoàng Văn Thạnh T D Bản vẽ hòm khuôn đúc SVTH: Nguyễn Hiệp Trang 6 Đồ án công nghệ chế tạo máy GVHD: Hoàng Văn Thạnh CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT 4.1. Phân tích các đặc điểm về yêu cầu kỹ thuật bề mặt cần gia công. Bánh răng có đường kính đỉnh D = 200 mm theo tài liệu tính toán thiết kế chi tiết máy của TS.Trần Thọ bánh răng được khoét lõm và tạo lỗ để giảm khối lượng, dễ dàng vận chuyển tăng khả năng đồng đều về cơ tính khi nhiệt luyện. Chi tiết được chế tạo từ gang xám GX21-40. Thuộc họ bánh răng trụ răng thẳng dạng đĩa. Do đó khi nhiệt luyện có thể bị cong vênh và gây sai số. Yêu cầu kỹ thuật - Bề mặt chu vi của chi tiết 015,0 061,0 200 − − φ . - Bề mặt lỗ φ 40 đạt độ nhám Ra = 1,25. - Độ nhám bề mặt đầu chi tiết đạt Ra = 2,5. - Chiều rộng vành răng b w = 30 mm. - Độ không đồng tâm giữa Ø40 và Ø190 không vượt quá 0,1 (mm). - Độ không vuông góc giữa mặt ngoài và Ø40 ≤ 0,05/100 (mm). - Các bề mặt không gia công đạt cấp chính xác cấp 8 đến cấp 10, R z = 40µm. - Để đảm bảo độ đồng tâm giữa lỗ và mặt ngoài, độ vuông góc giữa lỗ và mặt đầu → Chọn chuẩn tinh là bề mặt lỗ. - Trình tự các nguyên công. Phân tích việc lựa chọn chuẩn, chọn máy, dao, trang bị công nghệ cho mỗi nguyên công. 4.2. Chọn chẩn. +Chuẩn tinh là hệ lỗ và mặt đầu. Yêu cầu: Đảm bảo phân bố đủ lượng dư cho các bề mặt gia công. Đảm bảo độ chính xác tương quan giữa các bề mặt lỗ và đường chia của răng Nguyên tắc: • Yêu cầu của việc chọn chuẩn tinh : SVTH: Nguyễn Hiệp Trang 7 Đồ án công nghệ chế tạo máy GVHD: Hoàng Văn Thạnh Chuẩn tinh phải đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan giữa các bề mặt gia công với nhau . Chuẩn tinh phải đảm bảo phân bố lượng dư cho các bề mặt gia công với nhau • Những lời khuyên khi chọn chuẩ tinh : Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính như vậy sẽ làm chi tiết có vị trí tương tự như lúc làm việc. Cố gắng chọn chuẩn tinh thống nhất cho nhiều lần gá đặt. Thực hiện các nguyên tắc này sẽ giảm được đáng kể số lượng và chủng loại đồ gá. Căn cứ vào các yêu cầu chọn chuẩn tinh đồng thời dựa vào kết cấu và yêu cầu kỹ thuật của bánh răng ta chọn lỗ làm chuẩn tinh. • Chọn chuẩn thô Mục đích chọn chuẩn thô là để gia công chuẩn tinh. Chọn chuẩn thô phải xuất phát từ chuẩn tinh ta dự định sử dụng trong quá trình gia công chi tiết Chuẩn thô là tập hợp các đường điểm , bề mặt chư gia công lần nào hoặc đã gia công nhưng chất lượng các bề mặt gia công còn rất thấp thường được dùng trong nguyên công đầu tiên . Chọn chuẩn thô phải đảm bảo hai yêu cầu sau: - Phân bố lượng dư đồng đều cho các bề mặt gia công. - Đảm bảo độ chính xác tương quan giữa các bề mặt. • Xuất phát từ yêu cầu đó ta có 5 nguyên tắc chọn chuẩn: Theo một phương kích thước nhất định, nếu trên chi tiết gia công có một bề mặt nào đó không gia công thì nên chọn bề mặt đó làm chuẩn thô. Theo một phương kích thước nhất định, nếu trên chi tiết gia công có hai bề mặt nào đó không gia công thì nên chọn bề mặt nào yêu cầu về độ chính xác về vị trí tương quan so với mặt gia công cao nhất làm chuẩn thô. Theo một phương kích thước nào đó, chuẩn thô không chỉ được dùng một lần trong quá trình gia công, nếu không thì dẫn đến sai số về vị trí tương quan giữa các bề mặt gia công với nhau. Với chi tiết gia công ta thấy các bề mặt chi tiết đều tham gia gia công cơ, nên ta chọn bề mặt nào đó có độ chính xác tương quan về vị trí các bề mặt khác cao nhất và bằng phẳng nhất làm chuẩn thô. Cụ thể chọn bề mặt đầu và trụ ngoài. Mặt đầu khống chế 3 bậc tự do. Mặt trụ ngoài khống chế 2 bấc tự do. Chọn chuẩn thô là hệ mặt đầu và mặt trụ ngoài : Ưu điểm : Độ chính xác vệ vị trí tuơng quan cao giữa mặt lỗ và mặt định vị.Lượng dư của bề mặt định vị được phân bố đồng đều.Thời gian gá đặt nhanh. Nhược điểm : Độ cứng vững không cao Độ chính xác về vị trí tương quan giữa các bề mặt còn lại với lỗ không cao. SVTH: Nguyễn Hiệp Trang 8 Đồ án công nghệ chế tạo máy GVHD: Hoàng Văn Thạnh Chọn chuẩn thô là hệ mặt đầu và phôi của bề mặt đỉnh răng: Ưu điểm : Đảm bảo phân bố lượng dư đồng đều cho bề mặt phôi bánh răng Độ chính xác về vị trí tương quan cao giữa bề mặt lỗ và bề mặt phôi của đỉnh răng.Độ cứng vững cao. Nhược điểm : Kết cấu đồ gá cồng kềnh. Độ chính xác tương quan giữa các bề mặt còn lại với lỗ không cao. Chọn chuẩn thô là mặt trụ đầu và mặt trong của vành răng : Ưu điểm : Gá đặt nhanh , đơn giản , độ định tâm cao. Nhược điểm : Độ cứng vững của hệ thông không cao. Không đảm bảo độ vuông góc giữa mặt đầu và mặt trụ ngoài. SVTH: Nguyễn Hiệp Trang 9 Đồ án công nghệ chế tạo máy GVHD: Hoàng Văn Thạnh 4.3. Lập thứ tự các nguyên công. Nguyên công 1: Tiện mặt trụ ngoài. Nguyên công 2 Tiện mặt đầu B. Nguyên công 3: Tiện thô mặt đầu C , tiện lỗ. Nguyên công 4: Tiện vành và vát mép 1. Nguyên công 5: Tiện vành và vát mép 2. Nguyên công 6: khoan 4 lỗ Ø32. Nguyên công 7 : Tiện trụ ngoài và tiện rãnh. Nguyên công 8: Kiểm tra độ không vuông góc giữa Ø40 với mặt đầu. 4.3.1. Nguyên công 1: + Tiện thô mặt trụ ngoài. 4 W Ø161 +0.01 -0.01 4.3.2. Nguyên công 2: + Bước1: Tiện thô mặt đầu B. + Bước 2: Tiện tinh mặt đầu B. SVTH: Nguyễn Hiệp Trang 10 [...]... 27 Đồ án công nghệ chế tạo máy GVHD: Hoàng Văn Thạnh 4.6 Tính toán thời gian cơ bản cho tất cả các nguyên công Thời gian nguyên công được xác định theo công thức: Tct = T0 + Tp + Tpv + Ttn Tct thời gian từng chiếc T0 thời gian cơ bản Tp thời gian phụ Tp = 0.1T0 Tpv thời gian phục vụ chỗ làm việc: Tpv = 0.08T0 Ttn thời gian nghỉ ngơi của công nhân: Ttn = 0.05T0 Thời gian cơ bản được xác định theo công. .. tiện thô lỗ + Khi gia công thô lấy lượng dư về mỗi phía là 2mm + Khi gia công tinh lấy lượng dư về mỗi phía là 0,5mm 4.4.4 Nguyên công 4: Vát mép, tiện thô vành và tiện tinh vành 1 + Khi gia công thô lấy lượng dư về mỗi phía là 2mm + Khi gia công tinh lấy lượng dư về mỗi phía là 0,5mm + Vát mép 1,5 x 450 4.4.5 Nguyên công 5 + Khi gia công thô lấy lượng dư về mỗi phía là 2mm + Khi gia công tinh lấy lượng... 4.4.6 Nguyên công 6: Khoan 4 lỗ Ø 32 + Khoan 4 lỗ Ø32 lấy lượng dư là 8mm 4.4.7 Nguyên công 7: Tiện mặt trụ ngoài, tiện rãnh 4.4.8 Nguyên công 8: Tiện mặt trụ ngoài, tiện rãnh + Khi gia công thô lấy lượng dư về mỗi phía là 2mm + Khi gia công tinh lấy lượng dư về mỗi phía là 0,5mm 4.4.1 4.5 Tra chế độ cắt cho từng nguyên 4.5.1 Nguyên công 1:Trụ ngoài SVTH: Nguyễn Hiệp công Trang 15 Đồ án công nghệ chế tạo... Đồ án công nghệ chế tạo máy GVHD: Hoàng Văn Thạnh A-A A 4xØ32 +0,5 35,5-0,5 +0,5 Ø167,5-0,5 Rz40 Ø162 Ø98 +0,5 25-0,5 Rz40 Rz40 Rz40 Rz40 Rz40 2,5 3 A Lượng dư phôi Nguyên công 1: Tiện trụ ngoài + Khi gia công thô lấy lượng dư về mỗi phía là 2mm 4.4.2 Nguyên công 2: Tiện mặt đầu B + Khi gia công thô lấy lượng dư về mỗi phía là 2mm + Khi gia công tinh lấy lượng dư về mỗi phía là 0,5mm 4.4.3 Nguyên công. .. chấu kẹp và chi tiết Mc: Momen cắt (Mc = Pz.Rc) SVTH: Nguyễn Hiệp Trang 34 Đồ án công nghệ chế tạo máy GVHD: Hoàng Văn Thạnh R: Bán kính bề mặt chưa gia công Rc: Bán kính bề mặt gia công f: Hệ số ma sát giữa chấu kẹp và chi tiết ( f = 0,5÷0,7 vì bề mặt chấu kẹp có khía nhám nên chọn f = 0,7) K: Hệ số an toàn, K = 2,5 Chi tiết gia công có đường kính Ø160mm R = 80mm; Rc = R – t = 80 - 2 = 78mm Pz = 2882,7(N)... 5.2 Xây dựng sơ đồ nguyên lý của đồ gá: định vị, kẹp chặt, lực cắt, momen cắt, cơ cấu kẹp Cơ cấu định vị: chi tiết được định vị bằng mâm cặp, định vị vào mặt trụ ngoài và mặt đầu Sơ đồ định vị: SVTH: Nguyễn Hiệp Trang 33 Đồ án công nghệ chế tạo máy GVHD: Hoàng Văn Thạnh W W W.f W.f Rc R W.f Py W.f Pz Hình 5.1-Sơ đồ nguyên lý của đồ gá Trong đó: M- momen cắt d- Đường kính chi tiết gia công d = 160mm... + Bước 3: Tiện tinh vành 2 Đồ án công nghệ chế tạo máy 4.3.8 W Ø160 4 Ø150-0.014 -0.054 GVHD: Hoàng Văn Thạnh Nguyên công 8: Tổng kiểm tra Tra lượng dư cho từng bước công nghệ Tra lượng dư tổng cộng cho các bề mặt gia công và dung sai kích thước phôi Độ chính xác phôi cấp I, khối lượng chi tiết là 1,8kg, vật liệu gang xám GX2140 Dựa vào bảng 3-95 /trang 252 (sổ tay công nghệ chế tạo máy I) tra được... Thời gian tiện tinh vành 2: T0 = L= L + L1 + L2 S n 64,5 + 3 + 2 800 0,23 = = 0,38(phút) D − d 136 − 60 = = 64,5 2 2 mm t 2 + (0,5 ÷ 2) = +1 = 3 tg ϕ tg 450 L1 = mm L2 = 2mm • Thời gian vát mép: T0= 3 + 1,5 + 1 L + L1 + L2 2 i 0,42.630 S n = = 0,04(phút) L = 3mm L1= 1,5mm L2=1mm S = 0,42mm/vg n=500 vg/ph 4.6.6 Nguyên công 6: Thời gian khoan 4 lỗ: - Tính thời gian gia công lỗ φ32mm(thuộc kiểu gia công. .. φ32mm(thuộc kiểu gia công lỗ thông) Ta có các công thức tính sau: 0 T = SVTH: Nguyễn Hiệp L + L1 + L2 S v n i(phút) Trang 31 Đồ án công nghệ chế tạo máy = GVHD: Hoàng Văn Thạnh 160 + 29,2 + 1,5 4 0,4.315 = 3,46(phút) L = 160mm 1 L = d 32 tgϕ + (0,5 + 1) = tg 60 + (0,5 + 1) = 29,2mm 2 2 2 L = 1,5mm 4.6.7 Nguyên công 7: Thời gian tiện mặt trụ ngoài, tiện rãnh • Thời gian tiện thô mặt trụ ngoài (phần còn lại):... 64,5 2 2 mm t 2 + (0,5 ÷ 2) = +1 = 3 tg ϕ tg 450 L1 = mm L2 = 2mm • Thời gian vát mép1: T0= 3 + 1,5 + 1 L + L1 + L2 2 i 0,42.630 S n = = 0,04(phút) L = 3mm L1= 1,5mm L2=1mm S = 0,42mm/vg n=500 vg/ph SVTH: Nguyễn Hiệp Trang 30 Đồ án công nghệ chế tạo máy GVHD: Hoàng Văn Thạnh 4.6.5 Nguyên công 5: Thời gian tiện vành, vát mép 2 • Thời gian tiện thô vành 2: T0 = L= L + L1 + L2 S n 64,5 + 3 + 2 500.0,42 = . V 5 + V 6 + V 7 ) = 618046,2 – (2. 111086,92+ 4. 6430 ,72 + 435 67, 5 + 175 40,04+ 18924 ,78 + 176 34,14 + 35268,48) = 618046,2 - 380831,66 = 2 372 14,54mm 3 => Q = 0,2 372 14,54 .7, 2 = 1,8kg Dạng. 1,4. => k v = 1.0,83.1.10,94 = 0 ,78 V b = 87( m/ph) => V t = 0 ,78 . 87 = 67, 86(m/ph). Số vòng quay trục chính là: n t = D V t . .1000 π = 37. 14,3 86, 67. 1000 = 584,09(vòng/ph) Vậy chọn. k v = 1.0,83.1.1,4 = 1,2 V b = 97( m/ph) => V t = 0 ,78 . 97 = 75 ,66(m/ph). Số vòng quay trục chính là: n t = D V t . .1000 π = 160.14,3 66 ,75 .1000 = 148 ,74 (vòng/ph) Vậy chọn theo n m =