Đề số 5 sản phẩm dạng trục

Họ tên: Lê Đức Hiếu MSSV: 20193787 Đề số 5: Sản phẩm dạng trục Chương : Giới thiệu sản phẩm Trục gì? -Trục chi tiết máy có cơng dụng chung, dùng để đỡ chi tiết máy quay (như bánh răng, đĩa xích ), để truyền động, thực hai nhiệm vụ -Trục chế tạo có hình trục trịn gồm nhiều bậc Ít dùng trục trơn loại trục khơng thích hợp với ứng suất thay đổi theo dọc chiều dài trục, lắp ráp – sửa chữa khó khăn, việc cố định chi tiết máy trục phức tạp …Tuy nhiên, trục trơn dễ chế tạo - Như nêu trên, trục rỗng có giá thành cao chế tạo khó khăn, có khối lượng nhỏ khả truyền moment xoắn tốt Cấu tạo trục bao gồm phần sau: + Tiết máy đỡ trục gọi gọi ổ trục, phần trục tiếp với ổ trục gọi ngõng trục + Phần trục để lắp ghép tiết máy khác gọi thân trục Một điều lưu ý trình thiết kế trục : đường kính ngõng trục thân trục phải lấy theo trị số tiêu chuẩn để thuận tiện cho việc chế tạo lắp ghép Ứng dụng trục thực tế Do trục có cơng dụng chung nên trục có nhiều ứng dụng theo nhiều loại trục khác Sau số ứng dụng số loại trục khác nhau: -Trục truyền: Được chia thành trục truyền động (mang chi tiết máy truyền động bánh răng, xích, đai …), trục (ngồi việc mang chi tiết máy cịn mang thêm phận cơng tác dụng cụ cắt, cánh khuấy) Ngồi ra, cịn có trục truyền chung (là loại chịu moment xoắn, không chịu moment uốn có ít, thường dung để truyền moment xoắn từ máy phát động lực đến nhiều máy công tác khác) -Trục khuỷu: Là loại tiết máy có cơng dụng riêng, thường thấy ứng dụng loại trục ngành ô tô, ngồi loại trục cịn ứng dụng nhiều lĩnh vực khác dột dập -Trục láp: Đặt cầu sau ơtơ, có nhiệm vụ làm quay bánh ơtơ, làm ôtô chuyển động Trục láp ôtô tải dài (trên 1m), tiết diện lớn (đường kính 50mm), chịu tải trọng nặng, chịu mômen xoắn lớn, thường làm thép hợp kim hóa tốt -Trục máy cắt: Trong máy cắt gọt có nhiều loại trục khác có nhiệm vụ truyền chuyển động quay tịnh tiến đến phận máy máy cắt gọt nhỏ trung bình (nặng - tấn) trục máy không lớn, chịu tải trọng khơng lớn bị va đập Chương 2: Vật liệu chế tạo đặc tính vật liệu - Vật liệu dùng để chế tạo trục xác định theo tiêu chuẩn khả làm việc trục, nhạy với tập trung ứng suất, nhiệt luyện, hố luyện dễ gia cơng - Phơi để chế tạo trục có đường kính 150mm dùng phôi rèn Rất dùng phôi đúc - Thép carbon thép hợp kim vật liệu chủ yếu dùng để chế tạo trục 1.Thép Carbon - Nếu khơng có u cầu cao trục chịu ứng suất khơng lớn dùng thép CT5 khơng nhiệt luyện CT5 chống bào mịn chống oxi hóa tốt, chịu tải trọng cao, chịu va đập mạnh có tính đàn hồi tốt nhờ độ bền kéo giới hạn chảy cao - Nếu khả tải trục địi hỏi cao dùng thép C45 gồm Fe C,trong nồng độ cacbon có thép 0,45%, C45 xếp vào loại vật liệu có tính cacbon trung bình, thường dùng thiết kế trục,bánh Khái niệm lý hóa thép cacbon sau: Thép cacbon hợp kim có hai thành phần sắt cacbon, nguyên tỗ khác có mặt thép cacbon không đáng kể Thành phần phụ trợ thép cacbon mangan (tối đa 1,65%), silic (tối đa 0,6%) đồng (tối đa 0,6%) Lượng cacbon thép giảm độ dẻo thép cacbon cao Hàm lượng cacbon thép tăng lên làm cho thép tăng độ cứng, tăng thêm độ bền làm giảm tính dễ uốn giảm tính hàn Hàm lượng carbon thép tăng lên kéo theo làm giảm nhiệt độ nóng chảy thép Và chúng phân loại sau: Thép mềm (ít cacbon): Lượng cacbon khoảng 0,05–0,29% (Ví dụ theo tiêu chẩn AISI có thép 1018) Thép mềm có độ bền kéo vừa phải, lại rẻ tiền dễ cán, rèn; Thép mềm sử dụng nhiều xây dựng, cán tấm, rèn phơi Thép cacbon trung bình: Lượng cacbon khoảng 0,30–0,59% (Ví dụ theo tiêu chuẩn AISI có thép 1040) Có cân độ mềm độ bền có khả chống bào mịn tốt; phạm vi ứng dụng rộng rãi, thép định chi tiết máy, khí Thép cacbon cao: Lượng cacbon khoảng 0,6–0,99% Rất bền vững, sử dụng để sản xuất nhíp, lị xo, kéo thành sợi dây thép chịu cường độ lớn Thép cacbon đặc biệt cao: Lượng cacbon khoảng 1,0–2,0% Thép đạt độ cứng cao Dùng việc dân dụng: dao cắt, trục xe đầu búa Phần lớn thép với hàm lượng 1,2%C sử dụng công nghệ luyện kim bột xếp loại vào với thép cacbon có hợp kim cao 2.Thép hợp kim - Đối với trục chịu ứng suất lớn sử dụng máy móc quan trọng dùng thép 40CrNi,40CrNi2MoA, 30CrMnTi, … - Đối với trục có số vịng quay lớn ổ trục ổ trượt địi hỏi ngõng trục phải có đội rắn cao, thường chết tạo từ thép 20, 20Cr thấm carbon Nếu trục làm việc với vận tốc cao chịu ứng suất lớn dùng thép 12CrNi3A, 18CrMnTi thấm carbon hay thép thấm nitơ 38Cr2MoAlA -Thép hợp kim loại thép có chứa hàm lượng nguyên tố hợp kim thích hợp Hàm lượng chúng phải đủ đến mức làm thay đổi tính coi chất cho thêm, mức tạp chất Các đặc tính thép hợp kim: -Cải thiện tính: Thép hợp kim có tính nhiệt luyện tốt thép Carbon -Giữ độ bền cao: Hơn thép Carbon nhiệt độ cao nhờ tương tác nguyên tố hợp kim tổ chức thép Carbon -Tạo tính chất lý hóa đặc biệt: Chống ăn mịn mơi trường ăn mịn, tạo thép từ tính cao hay khơng có từ tính, độ giãn nở nhiệt nhỏ Phân loại thép hợp kim: -Theo thành phần hợp kim thép: +Thép hợp kim thấp: có tổng lượng nguyên tố hợp kim < 2,5% +Thép hợp kim trung bình: có tổng lượng nguyên tố hợp kim từ 2.5 ÷ 10% +Thép hợp kim cao: có tổng lượng nguyên tố hợp kim < 10% -Theo tên gọi nguyên tố hợp kim chủ yếu: Thép Mn, thép Si, thép Cr, thép Ni, thép Cr-Ni,… -Theo công dụng: +Thép hợp kim kết cấu: loại thép sở thép Carbon kết cấu cho them nguyên tố hợp kim(0,1 ÷ 0,85% C lượng phần trăm nguyên tố hợp kim thấp) +Thép hợp kim dụng cụ: thép cần có độ cứng cao sau nhiệt luyện, độ chịu nhiệt mài mòn cao Hàm lượng Carbon thép thép hợp kim dụng cụ từ 0,7 ÷ 1,4%, nguyên tố hợp kim cho vào Cr,W,Si Mn +Thép gió: dạng thép hợp kim đặc biệt để làm dụng cụ cắt chi tiết máy có yêu cầu cao +Thép hợp kim đặc biệt: · Thép khơng gỉ: loại thép có khả chống lại mơi trường ăn mịn (ăn mịn hóa học ăn mịn điện hóa) · Thép bền nóng: loại thép hợp kim làm việc nhiệt độ cao mà độ bền khơng giảm, khơng bị oxy hóa bề mặt · Thép từ tính: loại thép có khả khử từ cao Chương 3: Phương pháp chế tạo sản phẩm Công đoạn chi tiết gia công trục 1.1 Công đoạn điều kiện làm việc - Bề mặt làm việc chủ yếu rãnh 11 Ngồi ra, trục có đầu có ren trục bậc nên trục phải đạt độ cứng cần thiết để không bị gãy làm việc 1.2 Công đoạn kết cấu hình dáng chi tiết - Chi tiết cho dạng trục bậc dung máy dệt Một đầu có xẻ rãnh có ren gắn cố định vào chi tiết khác Đầu cịn lại có lỗ rãnh thông dung để liên kết với chi tiết khác 1.3 Công đoạn vật liệu chế tạo chi tiết - Ưu điểm: Trục chế tạo thép carbon nên có độ bền cao,rất bền điều kiện làm việc tải trọng tĩnh - Nhược điểm: bền điều kiện làm việc tải trọng động,khả chịu va đập giới hạn Công đoạn chuẩn bị phương pháp chế tạo phôi 2.1 Phương pháp chế tạo phôi Việc xác định phương pháp tạo phôi hợp lý đảm bảo yêu cầu kỹ thuật chi tiết kích thước phôi phải đảm bảo phân bố đủ lượng dư cho q trình gia cơng hình dáng phơi giống chi tiết tốt Yêu cầu cho phép giảm số lần chạy dao, giảm thời gian gia công, giám sát sai số in dập dẫn đến tăng suất, hạ giá thành sản phẩm Căn vào vật liệu, hình dáng kết cấu chi tiết ta có phương pháp tạo phôi sau: - Phôi cán - Phôi đúc - Phôi dập - Phôi rèn Căn vào vật liệu, hình dáng kết cấu chi tiết, dạng sản xuất, điều kiện sản xuất, ta chọn phương pháp tạo phơi phương pháp dập cho số ưu điểm đặc biệt quan trọng mà phương pháp khác khơng có được: - Phơi dập có độ bóng chinh xác cao Tổ chức kim loại đồng Có khả chế tạo chi tiết phức tạp Năng suất cao, dễ khí hóa, phù hợp sản xuất loạt lớn hàng khối Bên cạnh đó, có số nhược điểm: - Máy có cơng suất lớn - Thời gian chế tạo khuôn dài Tuỳ thuộc vào loại khn, mẫu, ta dùng nhiều phương pháp dập khác có đặc điểm khác Ta xét đặc điểm chúng sau a) Dâp khn hơ - Khối lượng phơi khơng cần xác kích thước vât† dâ †p khơng giống khối lượng phơi lớn theo yêu cầu lượng kim loại thừa chảy hết theo rãnh biên - Chiều chảy kim loại khỏi lịng khn vào rãnh biên vng góc với chiều lực tác dung Chiều dày vành biên giảm dần lực dâp† tăng - Thớ kim loại nơi cắt vành biên không liên tục - Khối lượng kim loại lịng khn giảm dần q trình tăng lực có mơ †t lượng kim loại chảy khỏi khn qua rãnh biên b) Dâp khn kn - Thể tích phơi khơng thay đổi nhiều khơng có rãnh biên nên kích thước vâ †t dâp† không - Mô †t phần nhỏ kim loại chảy vào khe hở tạo thành ba via , chiều chảy ba via với hướng lực tác dụng, chiều dày lớp ba via không đổi suốt trình dâp † - Thớ kim loại vât† dâp† không bị đứt đoạn dâ †p khn hở khơng phải cắt biên Căn vào đă †c điểm hai loại lịng khn, ta chọn dâp† lịng khn kín cho sản phẩm chất lượng tốt, số † sử dụng vâ †t liêu† cao so với dâp† khuôn hở 2.2 Bản vẽ vật dập a) Xc đnh lưng dư gia cơng Lượng dư phải có tất bề măt† cần gia công Lượng dư gia cơng phụ th †c vào kích thước, khối lượng, tính chất vât † liê †u, † xác chi tiết loại thiết bị sử dụng - Lượng dư gia cơng theo đường kính D: δ D = 0,06D + 0,0017L + 2,8 = 0,06.100 + 0,0017.400 + 2.8 = 9,48 (mm) - Lượng dư gia công theo chiều dai L: δ L = 0,06D + 0,002L + = 0,06.100 + 0,002.400 + = 7.8 (mm) b) Xc đnh lưng dư k thuât Lượng dư kỹ thuâ †t thêm vào để đơn giản kết cấu công nghê.† c) Xc đnh kch thư c danh ngh!a vâ  t dâ p - Kích thước danh nghĩa vât† rèn xác định theo công thức: D = d + δ => d = D – δ = 100 – 9,48 = 90,52 (mm) d) Xc đnh dung sai Dung sai theo chiều cao: ES = (0,7 – 1) δ = (6,64 – 9,48) EL = (0,4 – 0,6) δ = (3,12 – 4,68) e) Xc đnh đô  nghiêng th%nh khuôn - Đô † nghiêng dốc thành khuôn phụ thuô †c vào yếu tố: - Loại khn: khn có chốt đẩy giảm † dốc, đô † dốc khuôn cần lớn đô † dốc khuôn - Đô † sâu tương đối: chiều sâu lớn † dốc giảm - Đô † dốc thành lớn † dốc thành ngồi - Nhiê †t † kết thúc cao, đô dốc † lớn Căn vào yếu tố trên, ta chọn đô † nghiêng thành khuôn 500 f) Xc đnh bn knh g'c lưn c(a th%nh khn Bán kính góc lượn để kim loại dể di đông † khuôn, tránh nứt, gấp nếp, tăng † bền, tuổi thọ lịng khn Chọn bán kính thành r = 2, bán kính thành R = 2,5r + 0,5 = 5,5 g) Xác định rãnh ba via Chiều cao khe ba via: h=0.015 √ F vat dap F : diện tích hình chiếu vật dập mặt phân khuân F = 100.80.2+200.100 = 36000 mm2 h = 2,85 mm Thể tích ba via: V = ∅.S.L + Trong đó: φ hệ số điền đầy ( φ = 0,3 – 0,7) + S diện tích tiết diện ngang rãnh bavia + L chu vi theo trọng tâm tiết diện ngang rãnh bavia Quy trình gia cơng trục 3.1 Chuẩn định vị Các chi tiết trục sử dụng chuẩn tinh thống lỗ tâm đầu 3.2 Trình tự gia công bề mặt - Gia công chuẩn bị: cắt phôi, khỏa mặt đầu, khoan tâm - Gia công trước nhiệt luyện: gia cơng đoạn trục có đường kính lớn trước, đoạn có đường kính nhỏ sau để đảm bảo cứng vững bao gồm:  Tiện thô bán tinh mặt trụ  Tiện tinh ( với trục rỗng cần gia cơng lỗ tiện tinh mặt ngồi)  Mài thô cổ trục để đỡ chi tiết phay  Nắn thẳng trục có chiều dài L/D >10 D < 10mm  Gia cơng mặt định hình (rang, rãnh then, then hoa…)  Gia công mặt cịn lại (ren, mặt khơng quan trọng…) - Nhiệt luyện - Nắn thẳng sau nhiệt luyện - Gia công sau nhiệt luyện  Mài thô tinh cổ trục  Mài thơ tinh mặt định hình (nếu có)  Đánh bóng Ngun cơng 1: Phay mặt đầu, khoan lỗ tâm 4.Thông số cắt gọn cho số nguyên công Chương 4: Phương pháp xử lý nhiệt Xử lý nhiệt ( Nhiệt luyện ) phương pháp tác động nhiệt độ lên vật chất nhằm làm thay đổi vị cấu trúc chất rắn, tác động làm thay đổi thành phần hóa học, đặc tính vật liệu Chủ yếu ứng dụng nhiệt luyện thuộc ngành luyện kim Nhiệt luyện sử dụng nhiều lĩnh vực khác nhau, ví dụ ngành sản xuất thủy tinh Q trình nhiệt luyện bao gồm nung nóng làm nguội với mức độ chênh lệch đáng kể, xử lý nhiệt theo thời gian biểu nhằm mục đích làm mềm hay làm cứng vật liệu, tạo cứng hay mềm khác củng vật liệu, ví dụ tơi bề mặt, vật liệu chí cứng bề mặt ( chống mài mòn ) lại dẻo dai phần bên chịu va đập chịu uốn tốt ) Nhiệt luyện đòi hỏi quy trình chặt chẽ có kiểm sốt thời gian tốc độ trao đổi nhiệt vật liệu Nhiều quốc gia tiên tiến chưa công bố bí mật số cơng nghệ nhiệt luyện - yếu tố tạo vật liệu có giá thành hạ tính sử dụng cao Ví dụ, với chi tiết trục động cơ, người ta sử dụng vật liệu thép hợp kim thấp ( giá thành rẻ ) Sau công đoạn nhiệt luyện ram, thâm vật liệu có bề mặt cứng chịu mịn cao, thân trục lại chịu chân động chịu tốn lớn, chi tiết bán với giá cao Bản chất nhiệt luyện kim loại làm thay đổi tính chất thơng qua biến đổi tổ chức vật liệu Một quy trình nhiệt luyện bao gồm giai đoạn: Nung, giữ nhiệt, làm nguội Khi nung, tổ chức vật liệu thay đổi theo nhiệt độ, tuỳ thời điểm nâng, hạ nhiệt với tốc độ khác mà nhiệt luyện với phương pháp khác cho tính chất vật liệu mong muốn Để làm thay đổi mạnh tính chất kim loại hợp kim, người ta kết hợp đồng thời tác dụng biến deo nhiệt luyện hay tác dụng hoá học nhiệt luyện Như vậy, nhiệt luyện nói chung bao gồm ba loại: Nhiệt luyện đơn giản Cơ nhiệt luyện Hoả nhiệt luyện Một số phương pháp nhiệt luyện : - Tôi: phương pháp nhiệt luyện nung thép đến nhiệt độ cao nhiệt độ tới hạn (Ac1) để làm xuất Austenit, giữ nhiệt làm nguội nhanh để biến thành Mactenxit hay tổ chức không ổn định khác có độ cứng cao - Thường hóa: phương pháp nhiệt luyện bao gồm nung nóng thép đến trạng thái hoàn toàn austenit (cao Ac3 hay Acm), giữ nhiệt làm nguội khơng khí tĩnh để austenit phân hóa thành tổ chức gần ổn định - Ủ: phương pháp nung nóng thép đến nhiệt độ định, giữ nhiệt thời gian làm nguội chậm( lò) với tốc độ < 200độ/1h để đạt tổ chức cân bằng, với độ cứng thấp nhất, độ dẻo cao - Ram: phương pháp nhiệt luyện nung nóng thép qua tơi đến nhiệt độ thấp Ac1 giữ nhiệt để Mactenxit Austenit dư phân hoá thành tổ chức có tính phù hợp làm nguội Chương 5: Kết luận - Sản phẩm dạng trục sản phẩm sử dụng phổ biến ngành cơng nghiệp khí Có bề mặt cần gia cơng mặt trục trịn xoay ngồi, bề mặt thường dùng để lắp ghép Trên trục có bậc có đường kính khác - Sản phẩm dạng trục dùng để truyền momen xoắn momen uốn Trong chịu tác dụng phần lớn chủ yếu momen xoắn, truyền momen xoắn hai trục song song, vng góc với tạo với góc - Sản phẩm dạng trục thường lắp hộp giảm tốc, động nhằm truyền động từ trục sang trục khác nhờ chuyển động khí cặp bánh răng, bánh vít, trục vít ăn khớp hay nhờ truyền động đai ma sát - Cùng với chức trục, thân chi tiết trục làm việc điều kiện phức tạp + Trong trình làm việc, trục bậc thực chuyển động quay với tốc độ lớn, đồng thời chịu tác dụng lực quán tính chi tiết trục bậc chi tiết truyền động khác lắp Các lực thường có trị số lớn thay đổi theo chu kì nên có tính va đập mạnh + Chịu ứng suất uốn ứng suất xoắn lực gây nên + Tại bậc trục liên tiếp cịn gây ứng suất ( ứng suất gây phá hỏng chi tiết trục bậc + Chi tiết trục bậc dễ bị biến dạng tác động tải trọng điều kiện làm việc + Chi tiết trục bậc làm việc với tốc độ cao điều kiện bơi trơn làm mát khó khan trình làm việc chi tiết trục thường sinh nhiệt gây dạng hỏng nguy hiểm như: mịn, hỏng mỏi gây phá hỏng chi tiết làm giảm khả làm việc cảu động gây an toàn trình làm việc - Với q trình làm việc chi tiết cần phải có biện pháp cơng nghệ hợp lý trinh chế tạo, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật đề như: độ cứng xoắn, độ cứng uốn, độ đồng tâm, bề mặt trục cần gia cơng xác độ bóng độ nhám, tính đạt yêu cầu  ... nguội Chương 5: Kết luận - Sản phẩm dạng trục sản phẩm sử dụng phổ biến ngành cơng nghiệp khí Có bề mặt cần gia cơng mặt trục trịn xoay ngồi, bề mặt thường dùng để lắp ghép Trên trục có bậc có... khác - Sản phẩm dạng trục dùng để truyền momen xoắn momen uốn Trong chịu tác dụng phần lớn chủ yếu momen xoắn, truyền momen xoắn hai trục song song, vng góc với tạo với góc - Sản phẩm dạng trục. .. Phương pháp chế tạo sản phẩm Công đoạn chi tiết gia công trục 1.1 Công đoạn điều kiện làm việc - Bề mặt làm việc chủ yếu rãnh 11 Ngồi ra, trục có đầu có ren trục bậc nên trục phải đạt độ cứng