Cơ khí
Thiết kế quy trình công nghệ gia công trục răng Nội dung: Phần 1 Tổng quan về bộ truyền bánh răng 1.1 ý nghĩa - tầm quan trọng 1.2 Phân loại 1.3 Độ chính xác dung sai bánh răng 1.4 Các phơng pháp gia công bánh răng Phần 2: Phân tích kết cấu hình học, cơ lý tính của sản phẩm 2.1 Phân tích sản phẩm 2.2 Yêu cầu kỹ thuật Phần 3 - Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo trục răng 3.1 Dạng sản xuất 3.2 Các nguyên tắc thiết kế Quy trình công nghệ 3.3 Quy trình công nghệ gia công trục răng Phần 4 - Chuyên đề 4.1 Tìm hiểu về dao phay lăn trục vít Dao xọc răng 4.2 Tìm hiểu về máy gia công răng: máy phay lăn răng 5K324 và máy xọc răng 514 4.3 Lập trình gia công trên máy phay CNC Fanuc 6M chữ: HUYềN . p . k Bản vẽ: 10 A 1 Thuyết minh: 155 Trang A 4 Phê duyệt Giáo viên hớng dẫn (Kí tên) ( Kí tên ) - 1 - Mục lục Mục lục 2 Lời nói đầu 5 Phần 1-Tổng quan về bộ truyền bánh răng 6 1. ý nghĩa tầm quan trọng của bộ truyền bánh răng 6 2. Phân loại 6 3. Độ chính xác Dung sai bánh răng 9 3.1 Khái niệm về độ chính xác của truyền động bánh răng 9 3.2 Sai số gia công và ảnh hởng của chúng đến các yêu cầu kỹ thuật của truyền động bánh răng. 11 3.3 Đánh giá mức chính xác truyền động bánh răng 14 3.3.1 Đánh gía mức chính xác động học 10 3.3.2 Đánh gía mức làm việc êm 11 3.3.3 Đánh giá mức chính xác tiếp xúc 11 3.3.4Đánh giá mức độ hở mặt bên 14 3.3.5Bộ thông số đánh giá mức chính xác chế tạo bánh răng 14 3.4Tiêu chuẩn dung sai và cấp chính xác của bánh răng và truyền động 16 3.4.1. Cấp chính xác 3.4.3 Ghi kí hiệu cấp chính xác và dạng đối tiếp trên bản vẽ 4. Các phơng pháp gia công bánh răng 18 4.1. Phơng pháp định hình 18 4.2 .Phơng pháp bao hình 19 Phần 2 phân tích kết cấu hình học cơ lý tính của sản phẩm 21 1.Phân tích sản phẩm 21 1.1 Phân tích chức năng điều kiện làm việc đặc điểm kết cấu và phân loại chi tiết gia công. 21 1.1.1.Phân tích chức năng điều kiện làm việc của chi tiết gia công. 21 1.1.2.Phân tích đặc điểm kết cấu và phân loại chi tiết gia công. 21 2. Yêu cầu kỹ thuật của chi tiết. 22 Phần 3 thiết kế quy trình công nghệ chế tạo trục răng 25 3.1.Xác định dạng sản xuất 25 3.2.Các nguyên tắc thiết kế quy trình công nghệ 27 - 2 - 3.2.1 Nguyên tắc chọn phôi và phơng pháp chế tạo phôi 27 3.2.2- Nguyên tắc chung khi chọn chuẩn. 29 3.2.3 Nguyên tắc chọn máy 33 3.2.4 Nguyên tắc chọn gá lắp 34 3.3 Lập thứ tự các nguyên công 35 3.3.1.Xác định đờng lối công nghệ. 35 3.3.2.Chọn phơng pháp gia công. 35 3.3.3 Lập tiến trình công nghệ gia công cơ 35 3.3.4Tính lợng d cho một bề mặt và tra lợng d cho bề mặt còn lại 37 3.3.4.1 Tính lợng d cho bề mặt trục răng có đờng kính 70,7. 37 3.3.4.2 Tra lợng d cho các bề mặt còn lại 37 3.3.5 Xác định chế độ cắt cho một nguyên công và tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại ` 43 3.3.5.1 ý nghĩa của việc xác định chế độ cắt 43 3.3.5.2 Xác định chế độ căt cho nguyên công 44 3.3.5.2 Xác định chế độ căt cho các nguyên công còn lại 55 Phần 4- phần chuyên đề 109 4.1Tìm hiểu về máy gia công răng: Máy phay lăn răng 5K324 và máy xọc răng 514 109 4.1.1 Tìm hiểu về máy xọc răng 514 109 4.1.2 Tìm hiểu về máy phay lăn răng 5K324 113 4.2 Tìm hiểu về dao gia công răng 120 4.2.1 Dao phay lăn trục vít 123 4.2.2.1 Công dụng - phạm vi sử dụng và phân loại 123 4.2.2.2 Nguyên lý làm việc của dao 123 4.2.2 Dao xọc răng 137 4.3 Tìm hiểu về máy phay CNC hệ Fanuc 6M khắc tên Huyền.P.K 142 4.3.1 Đặc điểm cấu trúc máy công cụ điều khiển CNC 142 4.3.2. Hiệu quả kinh tế của các máy CNC. 143 4.3.4 Chơng trình lập trình gia công trên máy CNC Fanuc 6M tại Trung tâm thực nghiệm- Trờng ĐH Lơng Thế Vinh Khắc tên Huyền.P.K 146 Lời kết 153 Tài liệu tham khảo 154 - 3 - Lời nói đầu Hiện nay, các ngành kỹ thuật nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi kỹ và cán bộ kỹ thuật đợc đào tạo ra phải có kiến thức sâu rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thờng gặp trong sản xuất, sửa chữa và sử dụng. Mục tiêu của đồ án tốt nghiệp là tạo điều kiện cho ngời học nắm vững và vận dụng có hiệu quả các phơng pháp thiết kế, xây dựng và quản lý các quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí về kỹ thuật sản xuất và tổ chức sản xuất nhằm đạt đợc các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật theo yêu cầu trong điều kiện và qui mô sản xuất cụ thể. Ngoài ra, đồ án tốt nghiệp còn truyền đạt những yêu cầu về chỉ tiêu công nghệ trong quá trình thiết kế các kết cấu cơ khí để góp phần nâng cao hiệu quả chế tạo chúng. Đồ án tốt nghiệp có vai trò hết sức quan trọng nhằm tạo cho sinh viên hiểu một cách sâu sắc về những vấn đề mà ngời kỹ s gặp phải khi thiết kế một qui trình sản xuất chi tiết cơ khí nói chung và đặc biệt là chi tiết trục răng và công nghệ gia công răng nói riêng. Đợc sự giúp đỡ tận tình của thầy Pgs.Ts Trần Hữu Đà, em đã hoàn thành đồ án môn học này. Trong quá trình trình bày đồ án chắc chắn còn nhiều thiếu xót, rất mong đợc sự chỉ bảo của các thầy. Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên: - 4 - Phạm Khánh Huyền Phần 1 Tổng quan về bộ truyền bánh răng 1.ý nghĩa tầm quan trọng của bộ truyền bánh răng Truyền động bánh răng đợc sử dụng trong nhiều loại máy và cơ cấu khác nhau để truyền chuyển động quay từ trục này sang trục khác và để biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến và ngợc lại. Truyền động bánh răng đợc dùng rất rộng rãi bởi vì chúng có những u điểm nh khả năng truyền lực lớn, đảm bảo tỉ số truyền ổn định, hệ số có ích lớn và truyền động êm Truyền động bánh răng là những cơ cấu quan trọng trong ô tô, máy kéo, động cơ đốt trong, máy công cụ, máy nông nghiệp, máy cần cẩu và nhiều loại thiết bị khác. Phạm vi tốc độ và truyền lực của truyền động bánh răng rất lớn. Các hộp giảm tốc bánh răng có khả năng truyền công suất lớn hàng nghìn kW. Sử dụng bánh răng có thể truyền đợc chuyển động quay giữa các trục song song với nhau, chéo nhau hay vuông góc với nhau. 2. Phân loại Tuỳ thuộc vào vị trí tơng quan của các trục mà ngời ta chia ra: - Truyền động bánh răng trụ ( răng thẳng, răng trụ, răng chữ V) - Truyền động bánh răng côn ( răng thẳng, răng côn ) - Truyền động bánh xoắn ốc - Truyền động bằng bánh vít ( trục vít hình trụ, trục vít lõm ) - Truyền động bằng thanh răng. 2.1 Truyền động bằng bánh răng trụ Đợc dùng để quay các trục song song với nhau. Trong trờng hợp này truyền động đợc thực hiện bằng các bánh răng trụ có các răng thẳng, răng nghiêng, răng chữ V - 5 - Truyền động bánh răng trụ a,b,c- ăn khớp ngoài: a - răng thẳng; b- răng nghiêng; c- răng chữ V d - ăn khớp trong a) b) c) d) Bánh răng nghiêng có hai loại: nghiêng trái và nghiêng phải và trong cặp ăn khớp các hớng nghiêng của chúng ngợc nhau. Răng nghiêng cho phép nâng cao độ êm dịu khi làm việc và tăng lực truyền tải. Nhợc điểm của bánh răng nghiêng là xuất hiện lực dọc trục khi truyền động. Bánh răng chữ V giữ đợc u điểm của bánh răng nghiêng và còn triệt tiêu đợc lực dọc trục vì có các hớng răng ngợc chiều nhau trên từng bánh răng. Truyền động bánh răng trụ đợc thực hiện không chỉ bằng ăn khớp ngoài mà còn bằng ăn khớp trong. Cả hai bánh răng ăn khớp trong có cùng chiều quay nh nhau. 2.2 Truyền động bằng thanh răng Truyền động bằng thanh răng là một trờng hợp đặc biệt của truyền động bánh răng trụ. Khi tăng đờng kính của một bánh răng nào đó lên vô cùng thì nó sẽ trở thành thanh răng. Bánh răng của loại truyền động này cũng có răng thẳng, răng nghiêng và răng chữ V - 6 - Truyền động bánh răng - thanh răng 2.3 Truyền động bằng bánh răng côn Truyền động bằng bánh răng côn đợc sử dụng để truyền chuyển động quay giữa các trục nằm trong cùng một mặt phẳng nhng có đờng tâm chéo nhau. Bánh răng côn có các loại: răng thẳng, răng nghiêng và răng cong. Truyền động bánh răng côn a- răng thẳng; b- răng nghiêng c- răng cong c) b) a) 2.4 Truyền động bằng bánh vít. Truyền động bằng bánh vít đợc dùng để truyền chuyển động quay giữa các trục vuông góc với nhau. Tuỳ thuộc vào hình dáng của trục vít mà ngời ta phân biệt: truyền động bánh vít với trục vít hình trụ và với trục vít lõm. Truyền động bằng bánh vít đảm bảo đợc công suet truyền lớn, độ chính xác cao và độ êm dịu khi dịch chuyển. - 7 - 2.5 Truyền động xoắn vít Truyền độn xoắn vít bằng bánh răng trụ cũng đợc dùng để truyền chuyển động quay giữa các trục vuông góc với nhau. Truyền động hypoid đợc dùng để truyền chuyển động quay giữa các trục vuông góc với nhau trong các loại xe ôtô và các cơ cấu truyền động có tải trọng lớn. Truyền động bằng trục vít a - trục vit hình trụ; b-trục vít lõm c- truyền động xoắn ốc bằng bánh răng trụ d- Truyền động xoắn ốc bằng bánh răng côn ( Truyền động hypoit) a) b) c) d) 3. Độ chính xác Dung sai bánh răng 3.1.Khái niệm về độ chính xác của truyền động bánh răng Tính chất chung về độ chính xác của truyền động bánh răng nh độ dẻo, tuổi thọ và độ làm việc êm phụ thuộc trớc hết vào độ chính xác chế tạo và lắp ráp của chúng. Các sai số của máy, của dao, sai số gá đặt phôi, biến dạng của hệ thống công nghệ và các yếu tố khác có ảnh hởng rất lớn đến độ chính xác của bánh răng. Để đảm bảo độ chính xác của bộ truyền, độ chính xác của bánh răng phải đợc xác định theo tiêu chuẩn của Nhà nớc. Tiêu chuẩn này quy định 12 cấp chính xác khác nhau. Tiêu chuẩn độ chính xác của bánh răng đợc xác định khi thiết kế bộ truyền xuất phát từ công dụng, điều kiện làm việc, kích thớc và các yếu tố khác của chúng. Độ chính xác của bánh răng đợc đặc trng bằng các chỉ tiêu sau đây: - Độ chính xác động học - Độ ổn định khi làm việc - Độ chính xác tiếp xúc - Khe hở mặt bên. - 8 - 3.1.1 Độ chính xác động học Độ chính xác động học đặc trng cho sai số góc quay ( 1 vòng) của bánh răng. Độ chính xác này rất quan trọng đối với các truyền động có tính đến góc quay nh truyền động phân độ của các máy cắt răng hoặc các cơ cấu đo đếm, trong các máy cắt kim loại Trong các truyền động này bánh răng thờng có môđun nhỏ, chiều dài răng không lớn, Yêu cầu chủ yếu của các truyền động này là mức chính xác động học cao, có nghĩa là đòi hỏi sự phối hợp chính xác về góc quay của bánh dẫn và bị dẫn của truyền động 3.1.2 Độ ổn định khi làm việc Độ ổn định khi làm việc đặc trng cho độ ổn định của tốc độ quay của bộ truyền động trong một vòng quay của bánh răng. Dao động của tốc độ quay sẽ gây ra tải trọng động học, rung động và tiếng ồn của bộ truyền. Độ chính xác này rất quan trọng đối với truyền tải lực làm việc với tốc độ lớn. Ví dụ truyền động trong các hộp tốc độ của động cơ máy bay, ôtô, tuabin v,v Bánh răng của truyền động này có môđun trung bình, chiều dài răng lớn, tốc độ vòng của bánh răng có thể đạt tới 120 -:- 150 m/s và hơn nữa. Công suất truyền động tới 40.000kW và hơn nữa. 3.1.3 Độ chính xác tiếp xúc Độ chính xác tiếp Truyền động với tốc độ nhỏ nhng truyền mômen xoắn lớn. Bánh răng của truyền động này thờng có môđun lớn và chiều dài răng lớn. Ví dụ truyền động bánh răng trong máy cán thép, trong các cơ cấu nâng hạ nh cầu trục, ba lăng Yêu cầu chủ yếu của các truyền động này là mức tiếp xúc mặt răng lớn đặc biệt là tiếp xúc theo chiều dài răng. Mức tiếp xúc mặt răng đảm bảo độ bền của răng khi truyền mômen xoắn lớn. 3.1.4 Độ hở mặt bên Đối với bất kỳ truyền động bánh răng nào cũng cần phải có độ hở mặt bên giữa các mặt răng phía không làm việc của cặp răng ăn khớp. Độ hở đó cần thiết để tạo điều kiện bôi trơn mặt răng, để bồi thờng cho sai số do dãn nở nhiệt, do gia công và lắp ráp, tránh hiện tợng kẹt răng. Nh vậy đối với bất kỳ truyền động bánh răng nào cũng phải có 4 yêu cầu: mức chính xác động học, mức chính xác làm việc êm, mức chính xác tiếp xúc và độ hở mặt bên. Tuỳ theo chức năng sử dụng mà đề ra yêu cầu chủ yếu đối với truyền động bánh răng, yêu cầu chủ yếu ấy phải ở mức chính xác cao hơn các yêu cầu khác. Ví dụ: truyền động bánh răng trong các hộp tốc độ thì yêu - 9 - cầu chủ yếu là mức làm việc êm và nó phải cao hơn mức chính xác động học và tiếp xúc. 3.2 Sai số gia công và ảnh hởng của chúng đến các yêu cầu kỹ thuật của truyền động bánh răng. Bề mặt chức năng của bánh răng là bề mặt thân khai của răng , quá trình gia công tạo thành bề mặt thân khai ấy phát sinh sai số rất phức tạp. Các sai số này gây ra sai số prôfin răng và vị trí của chúng trên bánh răng. Vị trí của răng đợc xét theo 3 phơng: phơng hớng tâm, phơng tiếp tuyến với vòng chia và ph- ơng dọc trục bánh răng. Nh vậy sai số gia công bánh răng đợc chia thành 4 loại: 3.2.1 Sai số hớng tâm: bao gồm tất cả những sai số gây ra sự dịch chuyển prôfin răng theo tâm bánh răng Sai số này là tổng hợp những nguyên nhân làm thay đổi khoảng cách tâm giữa bánh răng gia công và dụng cụ cắt răng . Loại sai số này có tính chu kỳ. Nếu chu kỳ thay đổi theo chu kỳ quay của phôi thì sai số đó thuộc loại tần số thấp. Nếu chu kỳ thay đổi theo chu kỳ quay của dao hoặc nhỏ hơn thì sai số đó thuộc loại tần số cao. Sai số hớng tâm thấp là những sai số làm thay đổi tâm phôi khi gia công, tức là những sai số mà nguyên nhân của nó gắn liền với phôi và bàn máy mang phôi. Các nguyên nhân kể trên dẫn đến kết quả là bánh răng gia công có vành răng lệch so với tâm lỗ bánh răng( tâm quay của bánh răng trong truyền động), tức là gây ra độ lệch tâm giữa vòng cơ sở với tâm quay bánh răng. Sai số này làm thay đổi tỉ số truyền của truyền động với chu kì một lần sau một vòng quay của bánh răng, nó ảnh hởng đến mức chính xác động học của bánh răng. Sai số hớng tâm tần số thấp thể hiện trên bánh răng bằng sự thay đổi của các thông số hình học sau: - Độ đảo hớng tâm của vành răng kí hiệu là Frr là hiệu lớn nhất khoảng cách từ tâm quay bánh răng đến đoạn thẳng chia của prôfin gốc danh nghĩa - Độ dao động khoảng cách tâm đo sau một vòng: Fir là sự thay đổi lớn nhất của khoảng cách tâm giữa bánh răng có sai số ( bánh răng đo ) và bánh răng mẫu chính xác ăn khớp khít với nhau - Sai số tích luỹ bớc răng Fpr là hiệu đại số lớn nhất của các giá trị sai số tích luỹ k bớc răng - 10 - [...]... chi tiêt gia công : - 18 - Qua phân tích ở trên thấy chi tiết mà ta gia công thuộc dạng trục và trên chi tiết có gia công bánh răng nên gọi là trục răng 2.Yêu cầu kỹ thuật của chi tiết 2.1 Đặc điểm của trục răng Trục răng có đờng kính lớn nhất để phay răng là &70,7 sau đó trục đợc hạ bậc &55, &45 đờng kính 45 đợc gia công chính xác dùng để lắp ổ lên trục Một đầu trục đợc phay rãnh then, hai đầu trục có... quá trình gia công thuận tiện, an toàn, tơng ứng với kích thứơc, trang bị, dụng cụ công nghệ và hành trình cắt theo các phơng chiều khác nhau - Máy đợc chọn phải đảm bảo đạt yêu cầu chất lợng gia công theo trình tự công nghệ chung của chi tiết gia công - Công suất và phạm vi điều chỉnh thông số công nghệ của máy đợc chọn phải tạo điều kiện gia công tốt, nghĩa là đạt chất lợng gia công và năng suất gia. .. bố trí một rãnh then ở đầu trục phần kế tiếp và đầu kia đợc lắp với ổ lăn Phần giữa đợc gia công răng liền với trục Nh vậy đây là chi tiết dạng trục răng Phần đầu trục gia công rãnh then trên đó lắp với khớp nối đây là kiểu lắp công xôn nên trục phải cứng vững đảm bảo độ đồng tâm Việc gia công bánh răng liền trục giữa hai ổ vừa làm tăng độ cứng vững trục, tiết kiệm nguyên công hạ giá thành sản phẩm... đạt đợc 5 khi phay Mặt đầu của trục không tham gia vào lắp ghép nhng có tham gia vào chuẩn định vị trong quá trình gia công nên cũng cần gia công chính xác đảm bảo độ vuông góc giữa mặt đầu và đờng tâm của trục, phơng pháp gia công cuối cùng là tiện tinh Tính công nghệ trong kết cấu Các bề mặt trên trục có thể gia công đợc bằng các dao tiện thông thờng Đờng kính các cổ trục giảm dần về hai đầu nhng... các cổ trục giảm dần về hai đầu nhng vẫn đẩm bảo độ cứng vững của chi tiết khi làm việc Trục có khả năng gia công trên các máy chép hình thuỷ lực - 20 - Trong trờng hợp gia công trục bằng nhiều dao cùng lúc thì l/d