Tài liệu Đồ án Thiết kế quy trình công nghệ gia công bánh răng pot

2- Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết gia công và chọn phương pháp gia công lần cuối của các bề mặt.. Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - Thái Nguyên Trang 2+ Gia c

Đồ án

Lời nói đầu

Trong công cuộc cách mạng công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước hiện nay, công nghiệp chế tạo chi tiết máy nói riêng đóng vai trò tiên phong đây vừa là vinh dự và cũng là trách nhiệm của ngành "Cơ khí chế tạo máy"

Để ngành công nghiệp phát triển thì đòi hỏi các kỹ sư có trình độ chuyên môn hoá cao Người kỹ sư phải nắm vững các kiến thức cơ bản, đồng thời tìm hiểu

và nghiên cứu vận dụng những kiến thức thực tế để áp dụng vào sản xuất Ngoài ra trong quá trình sản xuất không ngừng nghiên cứu cải tiến công nghệ hiện đại để tăng năng suất hạ giá thành sản phẩm Sản xuất phải gắn liền với thực tế, theo phương châm "Kinh tế - năng suất - chất lượng" Để đạt được điều này, đòi hỏi các sinh viên phải có một kiến thức tổng hợp

Sau quá trình học tập tại trường em được giao nhận đề tài: "Thiết kế quy trình công nghệ gia công bánh răng" Sau ba tháng làm đồ án được sự quan tâm hướng dẫn nhiệt tình của Tiến sỹ Trần Minh Đức cùng với sự nỗ lực của bản thân đến nay đồ án của em đã hoàn thành

Tuy nhiên do kiến thức, kinh nghiệm thực tế còn hạn chế nên bản đồ án không tránh khỏi những thiếu sót Kính mong nhận được sự giúp đỡ, đóng góp ý kiến quý báu của thầy cô giáo

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên

Nguyễn Thị Lam

PHẦN I PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG

1- Phân tích đặc điểm, kết cấu và phân loại chi tiết gia công

- Chi tiết gia công là dạng bánh răng

- Chi tiết gia công có hình trụ rỗng với nhiều đường kính khác nhau, trên đó có mặt răng, các bề mặt lắp ghép và các hệ lỗ

- Bánh răng trên chi tiết ăn khớp với bánh răng chi tiết khác truyền mômen xoắn, mặt lỗ 52 lắp ổ lăn truyền chuyển động cho ống mang trục cuốn sợi lắp trên mặt lỗ 30, khi đó sợi sẽ được cuốn vào trục

2- Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết gia công

và chọn phương pháp gia công lần cuối của các bề mặt

- Mặt lỗ 3000,,013000 yêu cầu gia công đạt cấp chính xác 7, độ nhám bề mặt Ra = 2,5 Sai số hình dáng như độ côn, độ ôvan, nằm trong phạm vi dung sai cho phép Với yêu cầu nh­ trên việc gia công lần cuối trên mặt lỗ có thể thực hiện bằng phưưong pháp tiện tinh lỗ, doa lỗ, mài lỗ, hoặc thực hiện trên máy chuyên dùng hoặc trung tâm gia công Ở đây chọn phương pháp mài thực hiện trên máy mài để gia công lần cuối

- Mặt lỗ 5200,,00501 lắp ghép với ổ lăn, yêu cầu gia công đạt cấp chính xác 6 với độ nhám bề mặt Ra = 0,63 với bề mặt này chọn phương pháp mài tinh thực hiện trên máy mài để gia công lần cuối

- Để đảm bảo độ chính xác về độ đồng tâm giữa các hệ lỗ thường dùng các biện pháp gia công:

+ Gia công tất cả các lỗ trên một lần gá đặt

Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - Thái Nguyên Trang 2

+ Gia công xong một lỗ, dùng lỗ vừa gia công xong làm chuẩn để gia công lỗ thứ hai

+ Gia công xong một lỗ, sau đó dùng lỗ vừa gia công xong dẫn hướng

để gia công lỗ còn lại

+ Sử dụng máy nhiều trục để gia công đồng thời cả hai lỗ

+ Dùng máy có bàn quay hoặc đồ gá quay sau khi gia công xong một lỗ quay 180o để gia công lỗ còn lại

Với chi tiết gia công này, chọn biện pháp gia công xong lỗ 30 dùng lỗ

30 làm chuẩn để gia công lỗ 52

- Các bề mặt ngoài yêu cầu đạt cấp chính xác 8 Độ nhám bề mặt Rz20 được gia công lần cuối bằng phương pháp tiện tinh Để đảm bảo độ vuông góc giữa đường tâm lỗ và mặt đầu lỗ < 0,015/100mm bán kính ta chọn phương pháp định vị vào lỗ, khi gia công

- Răng được gia công bằng phương pháp lăn răng trên máy phay lăn răng 5K310, với các thông số của răng là Z = 39,  = 45o, m = 2 Chọn chuẩn tinh là mặt lỗ Để đảm bảo độ đồng tâm giữa đường tâm lỗ với đường chia của răng 20,03mm/100mm bán kính

- Các lỗ phụ 5, 9 yêu cầu gia công đạt cấp chính xác 11 độ nhám bề mặt Rz20 Thường chỉ gia công một lần là đạt và được gia công bằng phương pháp khoan

- Các lỗ có ren được gia công bằng phương pháp khoan sau đó tarô ren

PHẦN II XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

1- Xác định dạng sản xuất

Căn cứ vào nhu cầu thị trường và chỉ tiêu cấp trên giao cho các nhà máy đều phải có kế hoạch sản xuất đó là số lượng sản phẩm làm ra trong một khoảng thời gian nhất định Tuỳ theo ngành sản xuất mà chỉ tiêu quan trọng nhất của kế hoạch sản xuất có thể là sản lượng sản phẩm làm ra trong một năm (chiếc) trọng lượng của sản phẩm (tấn) hoặc tổng giá trị sản phẩm (đồng)

- Dạng sản xuất là một khái niệm tổng hợp: Kinh tế - kỹ thuật, nó phản ánh mối quan hệ qua lại giữa các đặc điểm công nghệ kỹ thuật của nhà máy với các hình thức tổ chức sản xuất, quản lý kinh tế nhằm đạt hiệu quả của quá trình sản xuất là cao nhất

- Dạng sản xuất là một yếu tố rất quan trọng trong việc thiết kế quy trình công nghệ, vì nếu biết được dạng sản xuất thì chúng ta sẽ biết được điều kiện về vốn đầu tư, trang thiết bị và sử dụng nhân lực

- Để xác định dạng sản xuất có nhiều quan điểm khác nhau, ở đây ta xác định dạng sản xuất dựa trên sản lượng hàng năm và khối lượng của chi tiết

1 = (chiếc/năm)

Trong đó:

Ni - sản lượng cơ khí của chi tiết thứ i cần chế tạo

Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - Thái Nguyên Trang 4

m1 - sè chi tiết cùng tên trong một loại sản phẩm (mi = 1)

1 i i

V

Trong đó: G - khối lượng của chi tiết gia công

Vi - thể tích của chi tiết

 - khối lượng riêng của vật liệu chi tiết gia công;  = 7,2 kG/dm3

- V thể tích của chi tiết theo tính toán ta được:

PHẦN III CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP TẠO PHÔI

1- Cơ sở để chọn phôi

Để tạo được một chi tiết máy đạt các yêu cầu kỹ thuật và chỉ tiêu kinh

tế thì phải xác định được kích thước của phôi và chọn phôi hợp lý Kích thước của phôi khi được tính toán theo lượng dư gia công còn chọn loại phôi thì cần phải dựa vào các yếu tố sau:

- Vật liệu và cơ tính vật liệu mà chi tiết phải có theo yêu cầu thiết kế

- Kích thước, hình dáng và kết cấu của chi tiết

- Số lượng chi tiết cần chế tạo hoặc dạng sản xuất

- Cơ sở vật chất kỹ thuật cụ thể của nơi sản xuất ra nã

Việc chọn phôi hợp lý chẳng những đảm bảo tốt những tính năng kỹ thuật của chi tiết mà còn tạo điều kiện nâng cao năng suất hạ giá thành sản phẩm

Từ những cơ sở và chỉ tiêu kỹ thuật ở trên, căn cứ vào kết cấu cụ thể của chi tiết gia công, với vật liệu chế tạo là gang xám nên ta chọn phôi là phôi đúc

2- Phương pháp chế tạo phôi đúc

Để tạo phôi bằng phương pháp đúc ta cũng có rất nhiều cách thức nh­: Đúc trong khuôn kim loại, đúc trong khuôn cát, đúc trong khuôn vỏ mỏng, đúc mẫu chảy đúc chân không, đúc áp lực, ở đây chỉ nêu ra và phân tích một số phương pháp dùng để đúc chi tiết bánh răng và lựa chọn phương pháp

Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - Thái Nguyên Trang 6

a) Đúc chân không

Phương pháp này được coi là phương pháp tạo phôi có nhiều ưu điểm

đặc biệt về mặt năng suất và chất lượng vật đúc Tuy nhiên phương pháp này

chưa được áp dụng rộng rãi mà chỉ dùng ở các nước có nền sản xuất hiện đại

do yêu cầu kỹ thuật cũng nh­ yêu cầu về trang thiết bị phức tạp và đắt tiền

b) Đúc áp lực:

Đây là phương pháp tạo phôi cho năng suất và chất lượng cao cải thiện

được điều kiện lao động Song do trang thiết bị phức tạp tốn kém nên phương

pháp này việc sử dụng chưa phổ biến

c) Đúc trong khuôn kim loại:

Phương pháp này đang được sử dụng rộng rãi với một số đặc điểm nổi

bật nh­:

- Cho năng suất cao, cải thiện được điều kiện lao động

- Vật đúc đạt độ chính xác, độ nhẵn cao

- Khuôn đúc truyền nhiệt tốt, thông thơi và tản nhiệt nhanh do vậy kim

loại lỏng kết tinh nhanh, tổ chức kim loại nhỏ mịn đạt cơ tính cao

- Độ chính xác về vị trí, độ chính xác kích thước của phôi tốt, bề mặt

vật đúc không cần làm sạch Ngoài ra việc chi phí cho làm khuôn, mẫu không

tốn kém do độ bền của khuôn cao (khuôn vĩnh cửu) có thể sử dụng tới

15000  20000 lượt nếu việc bảo quản tốt

Tuy vậy ngoài những ưu điểm trên đúc trong khuôn kim loại còn tồn tại

một số nhược điểm sau:

- Khuôn đúc không có tính lún và thông khi dẫn đến giảm một phần

chất lượng vật đúc

- Do truyền nhiệt nhanh nên khó đúc được các vật đúc thành mỏng

phức tạp

- Chỉ phù hợp với sản xuất loạt lớn hàng khối

* So sánh các phương pháp đưa ra ta nhận thấy đúc trong khuôn kim loại là phù hợp hơn cả lẫn về chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật Vì vậy nên chọn phương pháp tạo phôi là đúc trong khuôn kim loại

* Bản vẽ khuôn đúc

Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - Thái Nguyên Trang 8

PHẦN IV THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

I CHỌN CHUẨN

A Ý nghĩa của việc chọn chuẩn

Chuẩn trong quá trình gia công có ý nghĩa rất lớn trong việc lập qui trình công nghệ Tuỳ theo kết cấu, vật liệu chế tạo chi tiết mà thông qua việc chọn chuẩn có thể tạo điều kiện thuận lợi, khó khăn trong quá trình gia công Qua đó tạo được độ chính xác gia công độ nhẵn bóng và các yêu cầu kỹ thuật khác đối với chi tiết

Mặt khác việc chọn chuẩn hợp lý sẽ giảm các thành phần gây ra sai sè gia công cũng như việc định vị và kẹp chặt chi tiết dễ dàng nhanh chóng  tận dụng được công suất này  nâng cao hiệu quả kinh tế  hạ giá thành sản phẩm

B Những lời khuyên chung khi chọn chuẩn

- Chọn chuẩn phải xuất phát từ nguyên tắc 6 điểm khi định vị để khống chế hết số bậc tự do cần thiết của chi tiết gia công một cách hợp lý nhất Tuyệt đối tránh hiện tượng thiếu và siêu định vị, trong một số trường hợp thừa định vị là không cần thiết

- Chọn chuẩn sao cho lực cắt và lực kẹp không làm biến dạng cong vênh chi tiết, đồ gá nhưng đồng thời lực kẹp phải nhỏ để làm giảm sức lao động cho công nhân

- Chọn chuẩn sao cho kết cấu đồ gá đơn giản, sử dụng thuận lợi và phải thích hợp với từng loại hình sản xuất nhất định

1- Chọn chuẩn tinh

a) Yêu cầu: Phải đảm bảo hai yêu cầu sau:

- Đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan giữa các mặt gia công với nhau

- Phân bố đủ lượng dư cho các bề mặt sẽ gia công

b) Những lời khuyên

- Cố gắng chọn chuẩn là chuẩn tinh chính

- Cố gắng chọn chuẩn sao cho tính trùng chuẩn càng cao càng tốt

- Cố gắng chọn chuẩn tinh thống nhất cho nhiều lần gá đặt

 Căn cứ vào những lời khuyên trên, căn cứ vào hình dáng cụ thể của chi tiết ta có phương án chọn chuẩn như sau:

+ Phương án 1: Chọn chuẩn tinh là mặt đầu 59,8 khống chế ba bậc tự

do kết hợp với mặt lỗ 52 khống chế hai bậc tự do

Ưu điểm: Bề mặt chuẩn dễ chế tạo, có độ cúng vững cao, có thể gia

công được hầu hết các bề mặt Tính trùng chuẩn cao nên giảm được sai sè gia công (vì bề mặt chuẩn là bề mặt tham gia lắp ráp)

Nhược điểm: Khe hở giữa lỗ và trục gá sẽ ảnh hưởng đến độ chính

xác giữa đường tâm lỗ và mặt ngoài của chi tiết

Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - Thái Nguyên Trang 10

+ Phương án 2: Chọn chuẩn là mặt lỗ 30 kết hợp với mặt đầu, sơ đồ nh­ hình vẽ

Ưu điểm: đảm bảo độ đồng tâm giữa lỗ và đường chia của răng độ

vuông góc giữa tâm lỗ và mặt đầu của chi tiết gia công, đồ gá đơn giản, dễ chế tạo

Nhược điểm: Bề mặt lỗ có đường kính nhỏ nên khó gá đặt và kẹp chặt

+ Phương án 3: Chọn mặt đầu chi tiết khống chế ba bậc tự do kết hợp mặt trụ ngoài 110,5 khống chế hai bậc tự do

Ưu điểm: Bề mặt chuẩn dễ chế tạo, có độ cứng vững cao

Nhược điểm: Độ chính xác đồng tâm thấp

So sánh ba phương án trên ta thấy phương án hai có nhiều ưu điểm hơn

cả nên ta chọn phương án hai làm chuẩn tinh

2- Chọn chuẩn thô

Chọn chuẩn thô phải thoả mãn hai yêu cầu sau:

- Đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan giữa các mặt gia công và mặt không gia công

- Đảm bảo phân bố đủ lượng dư cho các bề mặt sẽ gia công

* Với hai yêu cầu trênta có một số lời khuyên chung khi chọn chuẩn thô nh­ sau:

- Theo một phương kích thước nhất định nếu trên chi tiết gia công có một bề mặt không gia công thì nên chọn bề mặt đó làm chuẩn thô

Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - Thái Nguyên Trang 12

- Theo một phương kích thước nhất định nếu trên chi tiết gia công có hai hay nhiều bề mặt không gia công thì nên chọn bề mặt nào yêu cầu độ chính xác về vị trí tương quan so với mặt gia công cao nhất làm chuẩn thô

- Theo một phương kích thước nhất định nếu trên chi tiết gia công nếu

có tất cả bề mặt đều phải gia công thì nên chọn bề mặt phôi của bề mặt nào yêu cầu lượng dư nhỏ và đồng đều nhất làm chuẩn thô

- Nếu nhiều bề mặt đủ tiêu chuẩn làm chuẩn thô thì nên chọn bề mặt bằng phẳng trơn tru nhất làm chuẩn thô

- Ứng với một bậc tự do cần thiết thì chỉ được phép chọn và sử dụng chuẩn thô không quá một lần, nếu vi phạm lời khuyên này thì gọi là phạm chuẩn thô

- Nếu phạm chuẩn thô sẽ gây nên sai số về vị trí tương quan giữa các mặt gia công với nhau

* Căn cứ vào các yêu cầu và lời khuyên trên, căn cứ vào hình dáng cụ thể của chi tiết gia công, ta có phương án chọn chuẩn thô như sau:

- Phương án 1: Chọn chuẩn thô là mặt đầu kết hợp với mặt ngoài

110,40 của chi tiết

+ Ưu điểm: lực kẹp lớn, độ cứng vững cho chi tiết cao

+ Nhược điểm: độ chính xác đồng tâm thấp

- Phương án 2: Chọn chuẩn là mặt trụ ngoài 41,8 khống chế hai bậc

tự do kết hợp với mặt cầu 75 khống chế 3 bậc tự do

+ Ưu điểm: gá đặt đơn giản, đồ gá dễ chế tạo

+ Nhược điểm: độ cứng vững thấp

Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - Thái Nguyên Trang 14

có thể phát hiện những biến dạng dẻo của chi tiết

Các bề mặt còn lại được gia công ở những bước, nguyên công cuối loại trừ những lỗ dùng làm chuẩn

- Không nên gia công thô và tinh bằng dao định hình, kích thước trên một máy

- Nếu chi tiết cần phải qua nhiệt luyện thì nên chia qui trình công nghệ

ra hai giai đoạn trước và sau nhiệt luyện

- Các nguyên công kiểm tra phải được tiến hành sau những nguyên công có khả năng gây phế phẩm và nguyên công phức tạp cuối cùng là tổng kiểm tra

* Dựa vào bản vẽ chi tiết, các nguyên tắc xác định thứ tự gia công các

bề mặt ta lập bảng trình tự công nghệ chế tạo như sau:

BẢNG THỨ TỰ CÁC NGUYÊN CÔNG

1 Nguyên công I Tiện thô bề mặt A, B 41,8; 75

2 Nguyên công II Tiện thô bề mặt C, D 110,40

3 Nguyên công III Tiện thô 30 , tiện rãnh 35 , 36

4 Nguyên công IV Tiện tinh 30 , vát mép 1  45o

5 Nguyên công V Tiện thô bề mặt 52; 58,9 ; 44 tiện rãnh 56

6 Nguyên công VI Tiện tinh 52 ; 58,9 ; vát mép 3  45o

7 Nguyên công VII Mài bề mặt 30

8 Nguyên công VIII Mài bề mặt 52

9 Nguyên công IX Tiện tinh bề mặt 41,8 ; 75

10 Nguyên công X Vát mép các bề mặt

11 Nguyên công XI Tiện tinh bề mặt 110,40; C, vát mép 1,5  45,3 45o

12 Nguyên công XII phay răng

13 Nguyên công XIII Khoan 3 lỗ 9

14 Nguyên công XIV Khoan lỗ  4,8 doa lỗ 5

15 Nguyên công XV khoan lỗ 5 ta rô ren M6

16 Nguyên công XVI Tổng kiểm tra

Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - Thái Nguyên Trang 16

1 Nguyên công I: Tiện thô bề mặt A, B 41,8; 75

Máy: 1k62

Dao: BK8

Đồ gá: Vạn năng

Dụng cụ đo: Chuyên dùng

- Bước 1: Tiện thô mặt A

- Bước 2: Tiện thô mặt B

- Bước 3: Tiện thô 41,8

- Bước 4: Tiện thô 75

2 Nguyên công II: Tiện thô bề mặt C, D, 110,40

Máy: 1K62

Dao: BK8

Đồ gá: Vạn năng

Dụng cụ đo: Chuyên dùng

- Bước 1: Tiện thô mặt C

- Bước 2: Tiện thô mặt D

- Bước 3: Tiện thô 110,40

Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - Thái Nguyên Trang 18

3 Nguyên công III: Tiện thô 30, tiện rãnh 35, 36

4 Nguyên công IV: Tiện tinh 30, vát mép 15  45o

Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - Thái Nguyên Trang 20

5 Nguyên công V: Tiện thô bề mặt 52, 59,8, 44, rãnh 56

Máy: 1K62

Dao: P18

Đồ gá: Vạn năng

Dụng cụ đo: Chuyên dùng

- Bước 1: Tiện thô 59,8

- Bước 2: Tiện thô 52

- Bước 3, 4: Tiện rãnh 56

- Bước 5: Tiện 44

6 Nguyên công VI: Tiện tinh bề mặt 52,1; 52; 39,8; 44; vát mép 3  45o

Máy: 1K62

Dao: BK8

Đồ gá: Chuyên dùng

Dụng cụ đo: Chuyên dùng

- Bước 1: Tiện tinh 59,8

- Bước 2: Tiện tinh 52,1

- Bước 3: Tiện tinh 52

- Bước 4: Tiện 44

- Bước 5: Vát mép 3  45o

Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - Thái Nguyên Trang 22

7 Nguyên công VII: Mài bề mặt 30

8 Nguyên công VIII: Mài bề mặt 52

Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - Thái Nguyên Trang 24

9 Nguyên công IX: Tiện tinh bề mặt A, B, 41,8; 75

Máy: 1K62

Dao: BK8

Đồ gá: Vạn năng

Dụng cụ đo: Chuyên dùng

- Bước 1: Tiện tinh 41,8

- Bước 2: Tiện tinh 75

- Bước 3: Tiện tinh mặt A

- Bước 4: Tiện tinh mặt B