Qui trình gia công chế tạo bánh xe bị động của cần trục chân đế

Tài liệu tham khảo kỹ thuật công nghệ cơ khí Qui trình gia công chế tạo bánh xe bị động của cần trục chân đế

Thiết Kế Môn Học GVHD:Ths.Nguyễn Văn Hùng LỜI NĨI MỞ ĐẦU -oOo -Ngày nay,đất nước thời kỳ phát triển công nghiệp hóa đại hóa đất nước.Vì u cầu đặt cho cán làm kĩ thuật lớn Đặc biệt,các kĩ sư nghành chế tạo máy cần phải đáp ứng yêu cầu cần thiết đất nước Trong trường ĐH đào tạo kĩ sư cán kĩ thuật thiết kế chế tạo môn công nghệ chế tạo coi mơn học trọng điểm chương trình đào tạo.Mơn học tạo điều kiện cho sinh viên biết ,nắm vững vận dụng có hiệu phương pháp thiết kế ,xây dựng quản lý trình chế tạo sản phẩm khí kĩ thuật sản xuất tổ chức sản xuất nhằm đạt tiêu kinh tế theo yêu cầu cụ thể điều kiện vqui mô sản xuất cụ thể.Sinh viên cần nắm vững tiêu công nghệ cần thiết nhằm nâng cao tính cơng nghệ q trình thiết kế kết cấu khí để góp phần nâng cao hiệu chế tạo chúng Một sản phẩm khí nói chung để tồn ngồi u cầu kĩ thuật ,độ xác cao,tin cậy ,tuổi bền…thì yếu tố không phần quan trọng giá thành sản phẩm.Những yêu cầu gắn liền với việc thiết kế qui trình cơng nghệ chế gia cơng chi tiết Trong thiết kế em xin trình bày qui trình gia cơng chế tạo bánh xe bị động cần trục chân đế.Chi tiết số nhiều chi tiết khác cần trục chân đế ,là loại cần trục có tuổi thọ tương đối lâu nước ta.Do ,việc thiết kế chế tạo chi tiết thay cho cần truc yêu cầu đặt cho người làm nghành khí nói chung khí chế tạo nói riêng Chỗ yếu qui trình cơng nghệ máy móc thiết bị ,vật tư khơng đồng dẫn đến loạt sản phẩm có chất lượng khác so với loạt sản phẩm khác,việc địi hỏi người làm cơng tác kĩ thuật phải biết khắc khe,chọn lựa qui trình cơng nghệ hợp lý ,tiêu chuẩn ,tiết kiệm,tốt để phần hạn chế tất thiếu sót đến mức thấp Em xin chân thành cảm ơn thầy Ths.Nguyễn Văn Hùng phụ trách giảng dạy môn công nghệ chế tạo tồn thể q thầy giáo khoa khí trường ĐH GTVT tp.HCM tận tình hướng dẫn,giúp đỡ em trình học tập thực thiết kế Tp.HCM ngày 15 tháng 12 năm 2007 Thieát Kế Môn Học GVHD:Ths.Nguyễn Văn Hùng CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO Phân tích chức làm việc cấu:] Bánh xe di chuyển dùng để di chuyển tất loại máy nâng vận chuyển, di chuyển xe loại máy trục, dùng bàn trượt xe nâng dùng cấu quay máy trục Bánh xe di chuyển cần trục chi tiết chịu tải trọng lớn hao mòn nhanh nên thời hạn sử dụng từ đến tháng Bánh xe làm việc điều kiện khắc nghiệt, hệ thống bánh xe chịu toàn tải trọng xe, trọng lượng vật nâng Quá trình xe chuyển động ray tải trọng tác động thay đổi liên tục vành bánh xe chịu tác động momen xoắn phức tạp thay đổi liên tục Bề mặt tiếp xúc ray bánh xe xuất ma sát lớn, nhiệt cao, gây mái mòn bánh nhanh làm giảm tuổi bền bánh xe Bánh xe di chuyển cần trục chân đế loại gờ, bề mặt làm việc hình trụ Số bánh xe bi động chiếm 1/2 tổng số bánh xe Bánh xe bị động có chức nhận chuyển động từ cấu di chuyển nhờ lực bám bề mặt lăn bánh xe ray mà cần trục di chuyển Bề mặt lăn bánh xe gia công khí với độ xác cao nhiệt luyện đến độ cứng 350 HB , song độ cứng mặt lăn bánh xe phải nhỏ độ cứng bề mặt làm việc ray Thành phần hoá học thép 65G: C 0,4÷0,6 Si 0,17÷0,4 Mn 0,7÷0,9 S 0,045 P 0,045 Cr 0,45 Ni 0,35 Phân tích tính công nghệ kết cấu chi tiết: Bánh xe chi tiết khác, kết cấu chúng ảnh hưởng trực tiếp đến suất chất lượng gia công, ảnh hưởng đến độ bền làm việc Vì vậy, thiết kế cần ý đến bề mặt Ta chọn loại bánh xe loại hình trụ có hai gờ, có lỗ trụ bậc đơn giản, lắp với trục băng ổ bi, bạc… Vật liệu chế tạo loại thép 65G Ứùng suất bền kéo nhỏ nhất: σ bk = 540 N / mm Ứùng suất bền chảy vật liệu: σ ch = 270 N / mm Dộ rắn: HB=300÷350 Thiết Kế Môn Học GVHD:Ths.Nguyễn Văn Hùng Theo chức làm việc chi tiết, dựa vào vật liệu gia công theo cấu kết kích thước ve, để bánh xe có độ cứng độ bền cần thiết, không bị nứt, chảy, biến dạng trình làm việc cần phải nhiệt luyện phương pháp thể tích Phương pháp có ưu điểm dễ điều chỉnh độ sâu lớp thấm tôi, biến dạng bé, độ bóng bề mặt không giảm nhiều, thích hợp sản xuất hàng loạt Yêu cầu kỹ thật chế tạo: Y Các bề mặt làm việc có độ nhám khơng vượt quá 1.6 mm m Các bề mặt ghờ có độ nhám khơng vượt quá 3.2 mm 0 Đ Đ Loã và bề mặt có độ đồng tâm 0.04 mm Các mặt đầu sai lệch 0,3÷0,5 mm Sai lệch hướng kính bề mặt làm việc so với trục tâm không lớn 0,016mm Độ nhám bề mặt bánh xe làm việc Ra=1.6÷3.2 mm Độ nhám bề mặt của trục lắp ghép 0.8 mm Độ nhám bề mặt của trục không lắp ghép 12.5mm Dung sai lắp ghép trục -0.028/-0.088 mm Xác định dạng sản xuất: Đặc điểm sản lượng hàng năm ít, thường từ đến vài chục chiếc, sản phẩm ổn định chủng loại nhiều, chu kỳ chế tạo không xác địng Do sản xuất thường sử dụng trang thiết bị, dụng cụ công nghệ vạn Máy móc bố trí theo loại máy thành phận sản xuất khác Yêu cầu trình độ thợ phải cao Dạng sản xuất đơn phù hợp với nhu cầu thay thế, sản xuất chi tiết máy trục cảng Nhu cầu ổn địng không thường xuyên Ngoài ra, theo dạng hàng loạt nhỏ Lúc sản phẩm tương đối ổn định chế tạo theo chu kỳ xác định Dạng sản xuất gầnvà giống với sản xuất đơn Trọng lượng chi tiết: Q=V.γ γ= 7,853 KG/dm3 : Trọng lượng riêng vật liệu V=Π.r2.h : Thể tích bánh xe r=D/2= 6,1/2=3,05 dm ⇒ V=3,14.(3,05)2.1,6= 46,73 dm3 h= 1,6 : Chiều cao TB bánh xe ⇒ Q=V.γ = 46,73.7,85= 367 (KG) Thiết Kế Môn Học GVHD:Ths.Nguyễn Văn Hùng Chọn phôi: Vì bánh xe có đường kính lỗ 180mm chiều dài lỗ 260mm nên ta chọn phôi đúc Ngoài ra, phôi đúc giảm nguyên công , tiết kiệm vật liệu, tăng độ xác cho chi tiết Đặc điểm phôi đúc:Khi đúc nên chọn mẻ sạch, rỉ, kho, cho thêm prero sấy nóng tránh hoà tan khí xỉ Về khuôn, cần có tính chịu nhiệt tốt, độ lún tính thông khí cao Do vậy, dùng cát có nhiều oxít silic, đất sét chịu nhiệt tốt, chất dính chất phụ nhiều, làm rãnh thoát khí phần mặt, phần khuôn xông kó, sấy khuôn lõi rót qua nhiều rãnh, lọc xỉ tốt Nhất thiết phải làm đậu ngót, thùng rót phải sấy nóng thép lỏng phải nhiệt độ cao Dùng thùng rót có nút rót chậm Với hình dáng tương tự dạng bánh răng, bánh xe có hai gờ với dạng sản xuất, vật liệu chọn trên, ta định chọn phương pháp chế tạo phôi phôi đúc Thiết kế nguyên công: Thiết Kế Môn Học 5.11Nguyên công 1: Gia cơng Bước 1: Tiện thơ – bán tinh mặt Bước 2: Tiện thơ- bán tiện tinh mặt Nguyên công GVHD:Ths.Nguyễn Văn Hùng Thiết Kế Môn Học Bước 1: Tiện thơ- tiện tinh mặt Bước 2: Tiện thô- tiện tinh mặt Bước 3:tiên thô – tiện tinh bề măt GVHD:Ths.Nguyễn Văn Hùng Thiết Kế Môn Học Bước4: tiện thơ –tiện tinh bề mặt Bước 5: tiện thơ - tiện tinh GVHD:Ths.Nguyễn Văn Hùng Thiết Kế Môn Học Bước 6: tiên thơ – tiên tinh bề mặt Bước 7: tiện thô –tiện tinh bề mặt GVHD:Ths.Nguyễn Văn Hùng Thiết Kế Môn Học GVHD:Ths.Nguyễn Văn Hùng Bướ 8: tiện thơ- tiện tinh bề mặt Tiện đầu xong quay đầu tiện nửa lại Kẹp chặt: mâm cập chấu tự định tâm han chế bậc tự Tiện thô: Dao tiện: T15k6 t=3 mm S=1,35 mm/voøng n=38 v/ph V=92 m/ph Tgc=14,5 ph Máy tiện: 1259 Đường kính gia công lớn nhất: 780 Thiết Kế Môn Học Chiều gia công: 350 Số trục chính: Giới hạn số vòng quay/phút: 19÷269 Cấp số tốc độ: 24 Công suất động cơ: < 55 KW Tiện tinh: Dao tiện: T15K6 t=0,5 mm S=0,2 mm/vòng n=110 v/ph V=265 m/ph Tgc=27,86 ph Máy tiện: 1259 5.2Nguyên công 3: Gia cơng Bước 1: tiện tinh mặt Bước 2: tiện tinh mặt GVHD:Ths.Nguyễn Văn Hùng Thiết Kế Môn Học Các thông số gia công nguyên công ggc=8,3 ph(tiện tinh), ggc=4,8 ph(tiện thô) Bước 3: Tiện thơ- bán tinh –tinh mặt Nguyên công 4: Bước 1: vát cạnh GVHD:Ths.Nguyễn Văn Hùng Thiết Kế Môn Học Ngn cơng 5: phay lỗ Nguyên công 6: phay lộ măt lại GVHD:Ths.Nguyễn Văn Hùng Thiết Kế Môn Học GVHD:Ths.Nguyễn Văn Hùng 5.4 Kiểm tra chi tiết lần cuối để loại bỏ chi tiết không đạt yêu cầu kĩ thuật 6Tính tra chế độ cắt: Tính cho nguyên công tiện bao gồm: tiện sơ tiện tinh Công việc thực máy 1295,công suất động N=50Kw *Tiện bề mặt: *Tiện thoõ: ãChieu saõu caột: t=2ữ8 mm (t lửụùng dử gia công Zb) Chọn t=3 mm •Lượng chạy dao: S(mm/vòng) S=1,1ữ1,5 mm/voứng( tra baỷng 25.1[6]) Choùn S=1,35 mm/voứng ãToỏc ủoọ cắt: v(m/ph) Cv Xác định theo công thức: v = m xV yV ⋅ k v T t S Trong đó: T=30 ÷60 phút: Trị số trung bình tuổi bền, lấy T=45 ph Cv=292 : Hệ số điều chỉnh xv=0,15 yv=0,3 m= 0,18 (Tra bảng 1-1[6]) Thiết Kế Môn Học GVHD:Ths.Nguyễn Văn Hùng nV −1  750   750  k mv = C m ⋅   σ  = ⋅  540  = 0,72     b  knv=1(Do vỏ cứng bảng 7-1[6]) kuv= (Thép đúc bảng 8-1[6]) ⇒ kv=kmv.knv.kuv=0,72.1.1=0,72 Cv 292 v = m xV ⋅k v = ⋅0,72 = ,28( m / ph ) 85 T t S yV 45 ,18.30 ,15.1,35 ,3 •Số vòng quay trục chính: 1000.Vt 1000.86 = = 35,55(v / ph) π D 3,14.770 nm=(19÷269) v/ph (lấy nm=38 v/ph) π D.nm v= = 91,9 ≈ 92(m / ph) 1000 •Lực cắt P(N): chia thành phần theo tọa độ máy )Lực cắt theo hướng tiếp tuyến: PZ Z c cắt theo hướng kính: PY Lự Y c cắt theo hướng trục: PX Lự Pxyz=Cp.tx.Sy.vn.Kp=PZ=Cp.tXpz.SYpz.vnz.Kpz=300.31.1.350,75.84-0,15 =515,7 (KG) •Công suất cắt: Nc(Kw) P v 515 ,7.92 Nc = z = = ,75( Kw ) 102.60 102.60 N c ≤ N m η = 50.0,8 = 40 Vậy thoả công suất *Tiện tinh: •Chiều sau cắt: t = 0,5 mm (t≈ lượng dư gia công Zb) •Lượng chạy dao: S(mm/vòng) Chọn S=0,2 mm/vòng •Tốc độ cắt: v(m/ph) CV kV Xác định theo công thức: v = m xV T t SyV Trong đó: T=30÷60 phút: trị số trung bình tuổi bền, lấy T=45 ph Cv=292 : Hệ số điều chỉnh xV=0,15 ; yV=0,3 ; m=0,18(Tra baûng 1-1[6]) nt = nV k mv 2-2[6])  750  = C m   σ  ,Hệ số phụ thuộc vật liệu gia công(Bảng   b  σb= 540 N/mm2 Thiết Kế Môn Học GVHD:Ths.Nguyễn Văn Hùng kn=1 ; nV=-1 nV 750  k mv =C m  σ    b  − 750  =   540  =0,72 knv=1 ; Do vỏ cứng bảng 7-1[6] kuv=-1; Thép đúc bảng 8-1[6] ⇒ kv=kmv.knv.kuv=0,72.1.1=0,72 CV 292 v = m xV yV ⋅ kV = 0,18 ⋅ 0,72 = 265,6(m / phuùt ) T t S 45 (0,5)0,15 (0,2)0,3 • Số vòng quay phút: 1000.Vt 1000.265,92 nt = = = 109,5(v / ph) π D 3,14.770 nm=(19÷269) v/ph (lấy nm=110 v/ph) π Dnm v= = 264,8(v / ph) ≈ 265(m / ph) 1000 •Lực cắt P (N): Chia ba thành phần theo tọa độ máy: Pxyz=Cp.tx.Sy.vn.Kp=Pz Tra bảng11-1[6] ta có thông số: Cpz,Xpz,Ypz,Kpz,npz Pz= Cp.tXpz.SYpz.vnz.Kpz=300.(0,5)1.(0,2)0,75.110-0,15=22,16(KG) •Công suất cắt: Nc (Kw) P v 22,16.10 NC = Z = = 0,4(Kw) 102.60 102.60 N C ≤ N m η = 50.0,8 = 40 Vậy thoả công suất *Tiện lỗ: Máy tiện Định vị kẹp chặt không thay đổi Dao tiện lỗ tiêu chuẩn gắn mảnh hợp kim cứng Thông số dao Mảnh hợp kim cứng BK6, ϕ=900 Tiện thô: Tính vận tốc cắt Chọn chiều sâu cắt 324.0,72 = 167,8(m / ph) V=(CV.KV/Tm.tx.Sy)= 0,2 0, 50 0,2 0, Các thông số tra bảng: CV=324 KV=K1.K2.K3.K4.K5.K6=0,72 T=30÷60 m=0,2 t =2 x = 0,2 y = 0,4 Thieát Kế Môn Học GVHD:Ths.Nguyễn Văn Hùng s = 0,2 Số vòng quay: n= (167,8.1000)/(3,14.710)=75,22(v/ph) Tiện tinh: Tính vận tốc cắt t= 0,3 mm C K 324.0,72 V = mV x V y = 0, = 449,8(m / ph) T t S 50 0.30, 2.0,05 0, Các thông số tra bảng tương tự 449,8.1000 = 201,6(v / ph) Số vòng quay n = 3,14.710 7Lượng dư gia công: Chất lượng bề mặt phôi: (Bảng 10[7] ) Phôi đúc: cấp xác 7-9; RZ=250 µm ; Ti=350 µm Các thông số đạt sau gia công bề mặt:(bảng 12.[7]) Gia công thô: cấp xác 3-4 ; RZ=50 µm ; Ti=50 µm Gia công tinh: cấp xác 4-5 ; RZ=20 µm Sai lệch vị trí không gian: ; Ti=30 µm ρ = ρ C + ρ cm = ∆ K = 0,7 mm : đường cong giới hạn 1mm chiều dài (phôi đúc) ρc=∆k=0,7 mm 2 2 δ  δ   400   400  = 284( µm) ρ cm =  b  +  b  =   +       2  2 ρ = 700 + 284 = 755,4(µm) Sai lệch không gian sau tiện thô: ρ1=ρ.0,05=37,77 µm Sai số kẹp chặt: ε gd = ε c2 + ε k = 60 + 160 = 170,88( µm) εk=160 µm (Bảng 21[7]) ; εc=60 µm sai số kẹp chặt lại nguyên công tinh: εgd2=0,05.εgd=0,05.170,88=8,54 µm Lượng dư nhỏ tiện thoâ: 2Z = 2( RZ + Ti + ρ + ε gd ) = 2(250 + 350 + ( 755,4 ) + (170,88) Lượng dư nhỏ tiện tinh: 2Z = 50 + (37,7) + (8,54) = 2.88,6µm Lượng dư lớn nhaát: 2Z max = 2Z +TD = 21374 + (170 − 50) = 2868 µm TD: Hiệu dung sai bước sát trước bước hoàn thành 8Thời gian gia công: ( ) = 2.1374,4µm Thiết Kế Môn Học 8.1 GVHD:Ths.Nguyễn Văn Hùng N guyên công 1và 2: 8.1.1Tiện tinh: aaBề mặt bên: L + L1 + L S.n t 0,5 L1 = + 0,5 = + 0,5 = 1(mm ) tgϕ tg45 L = (1 ÷ 3)mm = 2mm L + L1 + L2 610 + + T0 = = = 27,86( ph) S.n 0,2.110 baBề mặt làm việc: t 0,5 L1 = + 0,5 = + 0,5 = 1(mm ) tgϕ tg45 L = (1 ÷ 3)mm = 2mm L + L1 + L 180 + + T0 = = = 8,3( ph) S.n 0,2.110 8.1.2Tiện thô: L + L1 + L a.Bề mặt bên: T0 = S.n t L1 = + 0,5 = + = 4(mm ) tgϕ tg45 L = (1 ÷ 3)mm = 2mm L + L1 + L2 740 + + T0 = = = 14,5( ph) S.n 1,35.38 bbBề mặt làm việc: t L1 = + 0,5 = + = 4(mm ) tgϕ tg45 L = 2mm L + L1 + L 180 + + T0 = = = 4,8( ph) S.n 1,35.28 T0 = 8.2 guyên công 3: 8.2.1Tiện thô: L + L1 + L2 180 + = = 12,09( ph) S.n 0,2.75,22 L=180 mm ; L1t/tgϕ=0 ; L2=2÷5 8.2.2Tieän tinh: L + L1 + L2 180 + T0 = = = 18,05( ph) S.n 0,2.201,6 T0 = N Thiết Kế Môn Học 8.3 GVHD:Ths.Nguyễn Văn Hùng guyên coâng 4: Gia coâng:Phay π.l+π.2=50 mm S=0,12 mm/htk h=13,4 mm h 13,4 + T0 = = = 1,96( ph) s.n 0,12.61,1.10 −3 8.4 Nguyên công 5: Thời gian khoan : Tm=0.0056.D.l => Tm=0.5 ph 8.5 Nguyên công 6: Thời gian ta rơ : Tr=Tm/2=0.025 ph rThời gian gia công tổng cộng: ∑ Ttc = T0 + Tp + Tpv + Ttn T0: Thời gian Tp: Thời gian phụ ; Tp=10%.T0 Tpv: Thời gian phụ việc ; Tpv= 3%.T0 Ttn: Thời gian nghỉ ngơi tự nhiên công nhân ; Ttn= 5%.T0 Nguyên công1: To= 14,5+27,8=42,3 ph Ttc= 42,3+4,2+1,2+2,1= 49,8 ph Nguyên công2: To= 8,3+4,8=13,1 ph Ttc= 13,1+1,3+0,39+0,65= 15,4 ph Nguyên công3: T0=12.06+18,05=30,14 ph Ttc=30, 1214+0,9+1,5+3,014= 35,5 ph Nguyên công4: T0=1,96 ph T1=1,96+0,98+0,05+0,19=2,3 ph Ttc= 2,3x6=13.8 ph Nguyên coâng 5: Thời gian khoan : Tm=0.5 ph x 12 =6 ph N Thiết Kế Môn Học Nguyên công 6: Thời gian ta rô : Tr= 0.025 ph x12 =3 ph GVHD:Ths.Nguyễn Văn Hùng Thiết Kế Môn Học GVHD:Ths.Nguyễn Văn Huøng ... mòn bánh nhanh làm giảm tuổi bền bánh xe Bánh xe di chuyển cần trục chân đế loại gờ, bề mặt làm việc hình trụ Số bánh xe bi động chiếm 1/2 tổng số bánh xe Bánh xe bị động có chức nhận chuyển động. .. chuyển nhờ lực bám bề mặt lăn bánh xe ray mà cần trục di chuyển Bề mặt lăn bánh xe gia công khí với độ xác cao nhiệt luyện đến độ cứng 350 HB , song độ cứng mặt lăn bánh xe phải nhỏ độ cứng bề mặt... Hùng CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO Phân tích chức làm việc cấu:] Bánh xe di chuyển dùng để di chuyển tất loại máy nâng vận chuyển, di chuyển xe loại máy trục, dùng bàn trượt xe nâng dùng cấu quay máy trục Bánh