Lập quy trình công nghệ gia công bánh răng (Kèm theo bản vẽ 2D)

Với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật hiện nay, là những kỹ sư chế tạo máy trong tương lai chúng ta cần phải nắm vững được những kiến thức cơ bản trong nhà trường để có nền tảng kiến thức vững chắc mới mong tiếp nhận được những công nghệ khoa học tiên tiến trong thời đại hiện nay. Trong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước của nước ta ngành cơ khi chế tạo máy chiếm một vị thế hết sức quan trọng. Nhận thấy được điều này Đảng và Nhà nước ta có những chính sách hết sức đúng đắn cho ngành này. Một trong những chính sách đó là đào tạo ra một lực lượng lao động có trình độ trong ngành chế tạo máy. Là một sinh viên ngành cơ khí em tự thấy rằng tốt nghiệp về công nghệ chế tạo máy là một môn học rất quan trọng đối với bản thân mình. Để củng cố kiến thức được học của môn học Công nghệ chế tạo máy máy em được giao cho đề tài đồ án môn học công nghệ chế tạo máy. Sau một thời gian nghiên cứu và làm đồ án em đã hoàn thành được đồ án này. Qua đồ án này em đã tổng hợp được nhiều kiến thức chuyên môn, giúp em hiểu rõ hơn những công việc của một kỹ sư chế tạo máy tương lai. Song với những hiểu biết còn hạn chế cùng với kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy trong bộ môn: Công nghệ chế tạo máy để đồ án của em được hoàn thiện hơn . Em xin chân thành cảm ơn sự quan tâm chỉ bảo của các thầy trong bộ môn và đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Lê Văn Minh. Trong quá trình tính toán thiết kế, tính toán và lựa chọn số liệu không thể tránh khỏi thiếu sót. Mong thầy cô góp ý để em bổ sung được kiến thức hoàn thiện hơn.Em xin chân thành cám ơn.

Lời nói đầu

Với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật hiện nay, là những kỹ sư chế tạo máy trong tương lai chúng ta cần phải nắm vững được những kiến thức cơ bản trong nhà trường để có nền tảng kiến thức vững chắc mới mong tiếp nhận được những công nghệ khoa học tiên tiến trong thời đại hiện nay Trong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước của nước ta ngành cơ khi chế tạo máy chiếm một vị thế hết sức quan trọng Nhận thấy được điều này Đảng và Nhà nước ta có những chính sách hết sức đúng đắn cho ngành này Một trong những chính sách đó là đào tạo ra một lực lượng lao động có trình độ trong ngành chế tạo máy.

Là một sinh viên ngành cơ khí em tự thấy rằng tốt nghiệp về công nghệ chế tạo máy là một môn học rất quan trọng đối với bản thân mình Để củng cố kiến thức được học của môn học Công nghệ chế tạo máy máy em được giao cho đề tài đồ án môn học công nghệ chế tạo máy Sau một thời gian nghiên cứu và làm đồ án em đã hoàn thành được đồ án này.

Qua đồ án này em đã tổng hợp được nhiều kiến thức chuyên môn, giúp em hiểu rõ hơn những công việc của một kỹ sư chế tạo máy tương lai Song với những hiểu biết còn hạn chế cùng với kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy trong bộ môn: Công nghệ chế tạo máy để đồ án của em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn sự quan tâm chỉ bảo của các thầy trong bộ môn và đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Lê Văn Minh.

Trong quá trình tính toán thiết kế, tính toán và lựa chọn số liệu không thể tránh khỏi thiếu sót Mong thầy cô góp ý để em bổ sung được kiến thức hoàn thiện

hơn.Em xin chân thành cám ơn.

Đà Nẵng, ngày … tháng 11 năm 2022 SVTH

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ CHI TIẾT CHẾ TẠO 3

1.1 Phân tích chi tiết gia công 3

1.1.1 Điều kiện làm việc: 3

1.1.2 Yêu cầu kỹ thuật: 4

1.1.3 Vật liệu chi tiết: 4

1.1.4 Tính công nghệ trong kết cấu: 4

CHƯƠNG 2 : CHƯƠNG II : NGHIÊN CỨU, TÍNH TOÁN LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT 5

2.4.5 Nguyên công 6: phay răng 28

2.4.6 Nguyên công 7 : nhiệt luyện 31

2.4.7 Nguyên công 8 : kiểm tra 31

CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CHO NGUYÊN CÔNG 2 32

3.1 Sơ đồ nguyên lý gá đặt 32

3.2 Phân tích lực trong quá trình gá phôi 33

3.3 Tính sai số cho phép của đồ gá 35

TÀI LIỆU THAM KHẢO 37

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ CHI TIẾT CHẾ TẠO

1.1 Phân tích chi tiết gia công.

Hình 1.1 bản vẽ chi tiết bánh răng trụ răng thẳng M3Bs

Bánh răng trụ thẳng là một bộ phận kết cấu nên máy CNC nói riêng hay máy gia công cơ khí nói chung, nó thường được sử dụng trong truyền động giữa trục song song, bánh răng trụ khá phổ biến trong kết cấu hộp số nó được gia công đơn giản và dễ dàng thay thế.

1.1.1Điều kiện làm việc:

Chi tiết bánh răng làm việc trong điều kiện chịu mài mòn cao, chịu va đập và rung động nhiều, do đó mà độ bền và độ cứng của chi tiết yêu cầu cao.

Bánh răng cũng là chi tiết chịu tải trọng hoặc ứng suất trong quá trình truyền chuyển động nên việc chọn vật liệu chế tạo bánh răng cũng phải đảm bảo tính cơ học cho các loại bánh răng theo yêu cầu kỹ thuật.

1.1.2Yêu cầu kỹ thuật:

Chi tiết bánh trụ răng thẳng là một chi tiết trụ , bề mặt làm việc chính là bề mặt răng của bánh răng và lỗ trong lắp ghép với trục.

- Các kích thước rãnh then đạt dung sai kích thước 0,01mm.

- Các bề mặt khác được gia công đạt cấp chính xác 8÷10, độ nhám bề mặt Rz=40÷10

- Sau nhiệt luyện đạt độ cứng 50÷60HRC, các bề mặt không gia công độ cứng

thường đạt được 180÷280 HB.

1.1.3Vật liệu chi tiết:

Vật liệu chế tạo bánh trụ răng thẳng là thép C45 được thấm cacbon từ 0,45 – 0,5 với cơ tính và ứng suất cho phép sau đây:

- Giới hạn bền khi kéo không nhỏ hơn σb = 61 KG/mm2 - Giới hạn bền chảy không nhỏ hơn σT = 36 KG/mm2

- Bánh răng trụ thẳng thường được gia công bằng thép C45 (thép có thành phần carbon cao) do khi hoạt động sẽ tạo ra sự mài mòn, chịu lực lớn đòi hỏi sử dụng vật liệu cứng và chống ăn mòn.

- Lỗ trung tâm của bánh răng trụ thẳng được gia công đơn giản, được khoét rãnh then để gá trên trục dẫn động do vậy việc lắp đặt rất dễ dàng, không đòi hỏi nhiều thời gian lắp đặt.

- Bề mặt gia công của bánh răng trụ thẳng phải đảm bảo độ bóng cao để hạn chế mài mòn, sau đó được nhiệt luyện để đạt được độ cứng tối ưu.

CHƯƠNG 2 : CHƯƠNG II : NGHIÊN CỨU, TÍNH TOÁN LẬPQUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT.

2.1 Định dạng sản xuất

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

Để phân loại dạng sản xuất có nhiều quan điểm khác nhau ở đây phân loại dạng sản xuất theo sản lượng hàng năm và khối lượng chi tiết

Theo quan điểm này dạng sản xuất chia làm ba loại + Dạng sản xuất đơn chiếc

Dạng sản xuất loạt nhỏ có đặc điểm rất giống như với dạng sản xuất đơn chiếc Dạng sản xuất loạt lớn có đặc điểm rất giống như với dạng sản xuất hàng khối Vì vậy trong thực tế người ta phân dạng sản xuất thành ba loại sau:

+ Dạng sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ + Dạng sản xuất loạt vừa

+ Dạng sản xuất loạt lớn, hàng khối

a Dạng sản xuất đơn chiêc loạt nhỏ: Là dạng sản xuất mà sản lượng gia công của

mỗi mặt hàng rất nhỏ, thường chỉ một đến vài chục chiễc Số chủng loại mặt hàng nhiều, các mặt hàng không lặp lại hoặc lặp lại theo một chu kỳ

Đặc điểm:

- Sử dụng máy: chủ yếu là máy vạn năng

- Bố trí máy: thường bố trí máy theo nhóm máy

- Đồ gá và các trang bị công nghệ: chủ yếu là vạn năng - Phương pháp gá đặt: chủ yếu sử dụng phương pháp rà gá

- Phương pháp đảm bảo độ chính xác gia công: chủ yếu sử dụng phương pháp đo dò cắt thử

- Định mức kĩ thuật: rất đơn giản, thường định mức theo kinh nghiệm - Bậc thợ: thợ đứng máy đòi hỏi tay nghề cao, không cần thợ điều chỉnh

- Văn kiện công nghệ: được lập rất đơn giản thường chỉ sử dụng phiếu tiến trình công nghệ

b Dạng sản xuất loạt lớn thành khối: Là dạng sản xuất mà số chủng loại mặt hàng rất ít, sản lượng gia công của một mặt hàng rất lớn, sản phẩm rất ổn định, lâu dài

Đặc điểm:

- Sử dụng máy: chủ yếu là máy chuyên dùng, máy tự động cho năng suất cao - Bố trí máy: theo quy trình công nghệ Tại mỗi máy thường chỉ hoàn thành một công việc nhất định của một quy trình công nghệ nhất định

- Đồ gá, trang thiết bị công nghệ: chủ yếu là chuyên dùng

- Phương pháp gá đặt: chủ yếu sử dụng phương pháp tự động đạt kích thước - Phương pháp đảm bảo độ chính xác gia công: thường sử dụng phương pháp chỉnh sẵn dao

- Định mức kỹ thuật: rất tỉ mỉ và chính xác, thường sử dụng các phương pháp như tính toán phân tích, bấm giờ, chép thực ngày làm việc.v.v

- Bậc thợ: cần thợ điều chỉnh có tay nghề cao, thợ đứng máy không cần có tay nghề cao

- Văn kiện công nghệ: được lập rất tỉ mỉ, thường phải sử dụng đến phiếu nguyên công

c Sản xuất loạt vừa: Là dạng sản xuất mà sản lượng của mỗi mặt hàng không quá ít, số chủng loại mặt hàng không quá nhiều, sản phẩm tương đối ổn định và lặp lại theo chu kỳ

Đặc điểm: Kết hợp giữa hai dạng sản xuất trên

Muốn xác đinh dạng sản xuất trước hết ta phải biết sản lượng hàng năm của chi tiết gia công Sản lượng hàng năm được tính theo công thức sau:

N = N1.m (1+ 100

) (chiếc/năm) Trong đó: N - số chi tiết sản xuất trong một năm N1 - Số sản phẩm (số máy) được sản xuất trong 1 năm Theo đề bài : N1 = 5000 (Chiếc/năm).

m - Số lượng chi tiết như nhau trong một sản phẩm chế tạo (m = 1) β - số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ (khoảng 5%÷7%) Xác định khối lượng của một chi tiết thành phẩm :

- Sau khi thiết kế chi tiết bằng phần mềm solidworks 2017, ta tiến hành chọn vật liệu cho chi tiết.

Hình 1.2 chọn vật liệu trên phần mềm solidworks 2017 Tính toán khối lượng chi tiết bằng phần mềm solidworks 2017.

Hình 1.3 Đặc tính của chi tiết

Khối lượng của chi tiết là Q=0,74 KG

Từ kết quả thu được ở trên và đối chiếu với bảng 1.1 cách xác định dạng sản

xuất (Thiết kế đồ án CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY _GS.TS NGUYỄN VĂN ĐỊCH –NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2007)

Với: Q < 4 kG

N = 5500 (chiếc/năm) Vậy ta chọn dạng sản xuất hàng loạt lớn

2.2 Lựa chọn lương pháp chế tạo phôi:

Chi tiết được xếp vào sản xuất hàng loạt lớn.

Phôi được chế tạo bằng vật liệu thép C45 Chi tiết có kết cấu đơn giản, nhiều mặt phẳng đối xứng, kích thước nhỏ cộng với dạng sản xuất hàng loạt lớn nên có thể chọn các phương pháp chế tạo phôi như: đúc trong khuôn kim loại, đúc trong khuôn vỏ mỏng hay dập nóng Cả 3 phương pháp này đều cho năng suất, độ chính xác, độ nhẵn bề mặt cao

Tuy nhiên, với phương pháp đúc trong khuôn kim loại lại có những nhược điểm: vật đúc dễ bị nứt do tính co bóp của khuôn ruột kém, chi phí chế tạo khuôn cao Phương pháp này phù hợp khi đúc hợp kim màu hơn là thép C45.

Phương pháp đúc trong khuôn vỏ mỏng phù hợp với chi tiết có thành mỏng, hình dáng phức tạp, đòi hỏi độ chính xác cao trong khi chi tiết này không cần các yêu cầu cao như vậy Cho nên nếu dùng phương pháp này sẽ làm tăng giá thành, không phù hợp Mặt khác phương pháp này còn đòi hỏi chất dính là nhựa nhiệt rắn bakelit đắt tiền, lại sinh khí độc hại khi cháy.

Riêng phương pháp dập nóng, ta có thể thu được chi tiết có độ nhám bề mặt, độ chính xác phù hợp, cơ tính tốt, năng suất cao, lại dễ cơ khí hoá, tự động hoá Vì vậy, ta chọn phương pháp chế tạo phôi là dập nóng trên máy dập đứng Phôi nhận được sau dập tiếp tục được đột lỗ thông trên mặt đầu.

Để phù hợp với các đặc tính của chi tiết, phù hợp với dạng sản xuất, để phù hợp tính kinh tế trong sản xuất Vậy ta chọn phương pháp chế tạo phôi là phôi dập, được dập trong khuôn kim loại.

2.3 Trình tự chế tạo phôi.

2.3.1Chọn phương pháp gia công.

Do yêu cầu khi làm việc mà một số bề mặt bánh răng có những yêu cầu về độ bóng và độ chính xác kích thước nhất định Chính điều này quyết định tới phương pháp gia công chi tiết:

- Độ nhàm bề mặt lỗ Φ20 là Ra=1,25 và mặt trụ ngoài 2,5 chỉ cần tiện tinh để đảm

- Chi tiết được sản xuất với dạng sản xuất loạt lớn nên ta cần thiết kế đồ gá chuyên dụng để đảm bảo độ chính xác cho từng chi tiết gia công.

- Chi tiết được gia công trên máy gia công cơ vạn năng chuyên dụng.

 Bước1: Tiện mặt đầu

 Bước2: Tiện mặt trụ ngoài Φ66.

Nguyên công 9 :

 Kiểm Tra.

2.3.3Tra lượng dư gia công:

a) Lượng dư gia công cho mặt đầu và bề mặt trụ ngoài Φ50.

b) Lượng dư gia công cho bề mặt trụ ngoài Φ50 và Φ66

e) Lượng dư gia công phay răng

 bước 1 : tiện mặt đầu

 bước 2 : tiện trụ ngoài Ф25

chọn máy

Máy tiện T6M16.

chọn dao tiện thân cong có góc nghiên chính 90˚, vật liệu T15K6 theo bảng (4-6) [1] STCNCTM , ta chọn kích thước của dao như sau;

H=16;B=10;L=100;l=40;=90,n=4;l=10;r=0.5 chế độ cắt gia công thô:

Khi tiện thô mặt đầu ta chọn chiều sâu cắt t= 0,6 mm Bảng 5-11, ta chọn bước tiến dao s=0,35 (mm/s)

Bảng 5-63 ta chọn tốc độ cắt Vb=77 (m/ph)

- hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao k3=1 theo bảng (5.7) Như vậy tốc độ tính toán là Vt=Vb.k1.k2.k3=0.9x0.8x1x77

chế độ cắt gia công tinh:

Khi tiện thô mặt đầu ta chọn chiều sâu cắt t= 0,3 mm Bảng 5-11, ta chọn bước tiến dao s=0,13 (mm/s)

- hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao k3=1 theo bảng (5.7) Như vậy tốc độ tính toán là Vt=Vb.k1.k2.k3=0.9x0.8x1x130

Số vòng quay của trục chính tính toán là :

Chọn dao tiện thân cong có góc nghiên chính 45˚, vật liệu T15K6 theo bảng (4-4) [1] STCNCTM , ta chọn kích thước của dao như sau;

H=16;B=10;L=100;=45,m=8;a=8;r=0.5 chế độ cắt gia công thô

Khi gia công thô 50 ta chọn chiều sâu cắt t= 2 mm Bảng 5-11, ta chọn bước tiến dao s=0,35 (mm/s)

- hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao k3=1 theo bảng (5.7) Như vậy tốc độ tính toán là Vt=Vb.k1.k2.k3=0.9x0.8x1x62 =44,64

vtt=3,14 ×50 ×240

1000 =37,68 (m/ ph)

chế độ cắt gia công tinh :

Khi gia công thô 50 ta chọn chiều sâu cắt t= 0,5 mm Bảng 5-11, ta chọn bước tiến dao s=0,13 (mm/s)

- hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao k3=1 theo bảng (5.7) Như vậy tốc độ tính toán là Vt=Vb.k1.k2.k3=0.9x0.8x1x106 =76,3

 bước 1 : tiện mặt đầu

 bước 2 : tiện trụ ngoài Ф66 Sơ đồ gá đặt.

Định vị, kẹp chặt bằng mâm cặp 3 chấu và chốt tỳ mặt đầu nhỏ.

Lượng tiến dao ngang (mm/v):

chọn dao tiện thân cong có góc nghiên chính 90˚, vật liệu T15K6 theo bảng (4-6) [1] STCNCTM , ta chọn kích thước của dao như sau;

H=16;B=10;L=100;l=40;=90,n=4;l=10;r=0.5 chế độ cắt gia công thô:

Khi tiện thô mặt đầu ta chọn chiều sâu cắt t= 0,6 mm Bảng 5-11, ta chọn bước tiến dao s=0,35 (mm/s)

- hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao k3=1 theo bảng (5.7) Như vậy tốc độ tính toán là Vt=Vb.k1.k2.k3=0.9x0.8x1x77

vtt=3,14 ×66 ×240

1000 =49,73(m/ ph)

chế độ cắt gia công tinh:

Khi tiện thô mặt đầu ta chọn chiều sâu cắt t= 0,3 mm Bảng 5-11, ta chọn bước tiến dao s=0,13 (mm/s)

- hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao k3=1 theo bảng (5.7) Như vậy tốc độ tính toán là Vt=Vb.k1.k2.k3=0.9x0.8x1x130

Chọn dao tiện thân cong có góc nghiên chính 45˚, vật liệu T15K6 theo bảng (4-4) [1] STCNCTM , ta chọn kích thước của dao như sau;

H=16;B=10;L=100;=45,m=8;a=8;r=0.5 chế độ cắt gia công thô

Khi gia công thô 50 ta chọn chiều sâu cắt t= 2 mm

Bảng 5-11, ta chọn bước tiến dao s=0,35 (mm/s)

- hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao k3=1 theo bảng (5.7) Như vậy tốc độ tính toán là Vt=Vb.k1.k2.k3=0.9x0.8x1x62 =44,64

chế độ cắt gia công tinh :

Khi gia công thô 50 ta chọn chiều sâu cắt t= 0,5 mm Bảng 5-11, ta chọn bước tiến dao s=0,13 (mm/s)

Như vậy tốc độ tính toán là Vt=Vb.k1.k2.k3=0.9x0.8x1x106 =76,3

- Chọn mũi khoan ruột gà bằng thép gió: Loại chuôi côn Kiểu 1 Đường kính mũi khoan: ϕ14

Tra bảng 5-86/Tr.83 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 ta có : - Lượng chạy dao vòng: Sv = 0,2 mm/vòng.

+ Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép: k2 = 1 + Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu của lỗ: k3 = 0,6 + Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào mác vật liệu mũi khoan: k4

- Chọn mũi khoét liền khối chuôi côn: Đường kính mũi khoét: ϕ 15,5

+ Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép: k2 = 1 + Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu của lỗ: k3 = 0,6 + Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào mác vật liệu mũi khoét: k4 =

- Chọn mũi doa lền khối kiểu chuôi côn: Đường kính mũi doa: ϕ20

+ Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép: k2 = 1 + Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu của lỗ: k3 = 1 + Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào mác vật liệu mũi doa: k4 =

- Hành trình xọc tối đa : 320 mm

- Kích thước phôi tối đa : 600 x 320 mm (Chiều dài x chiều cao) - Trọng lượng phôi tối đa : 500 kg

- Lực cắt tối đa : 7500 N

- Số hành trình / phút : 20, 32, 50, 80 - Hành trình điều chỉnh : 315 mm - Độ nghiêng : 0 – 80

- Khoảng cách giữa dao và bàn : 600m - Cỡ dao kẹp tối đa : 25 x 40 mm - Đường kính bàn : 630 mm

- Khoảng cách giữa mặt bàn và đầu dưới: 490 mm

- Hành trình bàn theo trục X : 620mm (bằng tay); 480 (bằng điện) - Hành trình bàn theo trục Y : 560mm (bằng tay); 480 (bằng điện) - Góc xoay bàn tối đa : 3600

- Bước dẫn tiến bàn làm việc : 0.08 – 1.21 mm - Công suất động cơ trục chính : 4 kW

Sơ đồ định vị và kẹp chặt nguyên công 5

Định vị, kẹp chặt bằng mâm cặp 3 chấu và chốt tỳ mặt đầu nhỏ.

Kẹp chặt chi tiết sử dụng cơ cấu kẹp liên động hướng từ trên xuống Chọn máy khoan đứng của liên xô 2A135 dùng để khoan và ta rô có các thông số sau:

- Công suất động cơ trục chính là: 10 (KW) - Số cấp tốc độ của trục chính: 12

- Phạm vi tốc độ của trục chính: 18 - 800 (v/ph) - Khối lượng máy: 3500kg.

- đường kính lớn nhất khoan được: D = 75 mm