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

LỜI NÓI MỞ ĐẦU

Ngày nay,đất nước đang trong thời kỳ phát triển công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước.Vì vậy yêu cầu đặt ra cho các cán bộ làm kĩ thuật là rất lớn Đặc biệt,các kĩ sư nghành chế tạo máy cần phải đáp ứng được yêu cầu của cần thiết của đất nước.

Trong các trường ĐH đào tạo kĩ sư và cán bộ kĩ thuật về thiết kế chế tạo môn công nghệ chế tạo được coi là một môn học trọng điểm của chương trình đào tạo.Môn học tạo điều kiện cho sinh viên biết ,nắm vững và vận dụng có hiệu quả các phương pháp thiết kế ,xây dựng và quản lý các quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí về kĩ thuật sản xuất và tổ chức sản xuất nhằm đạt được các chỉ tiêu về kinh tế theo yêu cầu cụ thể trong điều kiện và vqui mô sản xuất cụ thể.Sinh viên cần nắm vững về chỉ tiêu công nghệ cần thiết nhằm nâng cao tính công nghệ trong quá trìnhthiết kế các kết cấu cơ khí để góp phần nâng cao hiệu quả chế tạo chúng.

Một sản phẩm cơ khí nói chung để tồn tại được thì ngoài các yêu cầu kĩ thuật ,độ chính xác cao,tin cậy ,tuổi bền…thì một yếu tố không kém phần quan trọng là giá thành sản phẩm.Những yêu cầu này gắn liền với việc thiết kế qui trình công nghệ chế gia công chi tiết đó.

Trong thiết kế này em xin trình bày qui trình gia công chế tạo bánh xe bị động của cần trục chân đế.Chi tiết này là một trong số rất nhiều chi tiết khác của cần trụcchân đế ,là loại cần trục có tuổi thọ tương đối lâu ở nước ta.Do đó ,việc thiết kế và chế tạo các chi tiết thay thế cho cần truc này là yêu cầu đặt ra cho những người làmtrong nghành cơ khí nói chung và cơ khí chế tạo nói riêng.

Chỗ yếu của qui trình công nghệ hiện nay là máy móc thiết bị ,vật tư không đồngbộ có thể dẫn đến loạt sản phẩm này có chất lượng khác so với loạt sản phẩm khác,việc này đòi hỏi người làm công tác kĩ thuật phải biết khắc khe,chọn lựa một qui trình công nghệ hợp lý ,tiêu chuẩn ,tiết kiệm,tốt nhất để phần nào hạn chế đượctất cả các thiếu sót đến mức thấp nhất.

Em xin chân thành cảm ơn thầy Ths.Nguyễn Văn Hùng phụ trách giảng dạy môn công nghệ chế tạo cùng toàn thể quí thầy cô giáo trong khoa cơ khí trường ĐH GTVT tp.HCM đã tận tình hướng dẫn,giúp đỡ em trong quá trình học tập và thực hiện thiết kế

Tp.HCM ngày 15 tháng 12 năm 2007

CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO

1. Phân tích chức năng làm việc của cơ cấu: ]

Bánh xe di chuyển dùng để di chuyển tất cả các loại máy nâng vận chuyển, dichuyển xe con các loại máy trục, dùng trong bàn trượt xe nâng và dùng trongcác cơ cấu quay của máy trục Bánh xe di chuyển của cần trục là chi tiết chịutải trọng lớn và hao mòn nhanh nên thời hạn sử dụng từ 4 đến 6 tháng Bánh xelàm việc trong điều kiện khắc nghiệt, hệ thống bánh xe chịu toàn bộ tải trọngcủa xe, trọng lượng vật nâng

Quá trình xe chuyển động trên ray tải trọng tác động thay đổi liên tục vànhbánh xe sẽ chịu tác động momen xoắn phức tạp thay đổi liên tục Bề mặt tiếpxúc giữa ray và bánh xe xuất hiện ma sát rất lớn, nhiệt cao, gây mái mòn bánhnhanh và làm giảm tuổi bền của bánh xe.

Bánh xe di chuyển của cần trục chân đế là loại 2 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 năngnhận chuyển động từ cơ cấu di chuyển và nhờ lực bám giữa bề mặt lăn củabánh xe và ray mà cần trục có thể di chuyển được Bề mặt lăn của bánh xeđược gia công cơ khí với độ chính xác cao và nhiệt luyện đến độ cứng 350 HB ,song độ cứng của mặt lăn của bánh xe phải nhỏ hơn độ cứng bề mặt làm việccủa ray.

Thành phần hoá học của thép 65G:

0,40,6 0,170,4

2 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu chi tiết:

Bánh xe cũng như mọi chi tiết khác, kết cấu của chúng ảnh hưởng trực tiếp đếnnăng suất và chất lượng gia công, ảnh hưởng đến độ bền khi làm việc Vì vậy,ngay khi thiết kế cần chú ý đến bề mặt của nó.

Ta chọn loại bánh xe là loại hình trụ có hai gờ, có lỗ trụ bậc đơn giản, và đượclắp với trục băng các ổ bi, bạc…

Vật liệu chế tạo là loại thép 65G

Ứùng suất bền kéo nhỏ nhất: bk 540N/mm2

Ứùng suất bền chảy của vật liệu: ch 270N/mm2

Dộ rắn: HB=300350

Theo chức năng làm việc của chi tiết, dựa vào vật liệu gia công cũng như theocấu kết và kích thước trên bản ve, để bánh xe có độ cứng và độ bền cần thiết,

không bị nứt, chảy, biến dạng trong quá trình làm việc thì cần phải nhiệt luyệnbằng phương pháp tôi thể tích Phương pháp này có ưu điểm là dễ điều chỉnh độsâu lớp thấm tôi, biến dạng bé, độ bóng bề mặt không giảm nhiều, thích hợptrong sản xuất hàng loạt.

Yêu cầu kỹ thật khi chế tạo:

 Các bề mặt làm việc có độ nhám khơng vượt quá 1.6 mm Các bề mặt ghờ có độ nhám khơng vượt quá 3.2 mm

 Lỗ và bề mặt có độ đồng tâm 0.04 mm Các mặt đầu sai lệch 0,30,5 mm

 Sai lệch hướng kính của bề mặt làm việc so với trục tâm không lớn hơn0,016mm

 Độ nhám bề mặt bánh xe làm việc Ra=1.63.2 mm Độ nhám bề mặt trong của trục lắp ghép 0.8 mm

 Độ nhám bề mặt trong của trục khơng lắp ghép 12.5mm Dung sai lắp ghép trục -0.028/-0.088 mm

3 Xác định dạng sản xuất:

Đặc điểm là sản lượng hàng năm ít, thường từ một đến vài chục chiếc, sảnphẩm ít ổn định do chủng loại nhiều, chu kỳ chế tạo không được xác địng Dovậy trong sản xuất này thường chỉ sử dụng các trang thiết bị, dụng cụ côngnghệ vạn năng Máy móc được bố trí theo loại máy thành từng bộ phận sảnxuất khác nhau Yêu cầu trình độ thợ phải cao Dạng sản xuất đơn chiếc nàyphù hợp với nhu cầu thay thế, sản xuất mới các chi tiết máy trục ở cảng Nhucầu này ít ổn địng và không thường xuyên Ngoài ra, cũng có thể theo dạnghàng loạt nhỏ Lúc đó sản phẩm tương đối ổn định và được chế tạo theo chu kỳxác định Dạng sản xuất này rất gầnvà giống với sản xuất đơn chiếc.

Trọng lượng chi tiết:

Vì bánh xe có đường kính lỗ 180mm và chiều dài lỗ 260mm nên ta chọn phôiđúc Ngoài ra, phôi đúc sẽ giảm các nguyên công , tiết kiệm vật liệu, tăng độchính xác cho chi tiết.

Đặc điểm của phôi đúc:Khi đúc nên chọn mẻ sạch, ít rỉ, kho, cho thêm prero

sấy nóng tránh hoà tan khí và nổi xỉ Về khuôn, cần có tính chịu nhiệt tốt, độlún và tính thông khí cao Do vậy, dùng cát có nhiều oxít silic, đất sét chịunhiệt tốt, chất dính và chất phụ nhiều, làm rãnh thoát khí ở phần mặt, phầnkhuôn xông hơi kĩ, sấy khuôn và lõi rót qua nhiều rãnh, lọc xỉ tốt Nhất thiếtphải làm đậu ngót, thùng rót phải sấy nóng và thép lỏng phải ở nhiệt độ cao.Dùng thùng rót có nút và rót chậm.

Với hình dáng tương tự dạng bánh răng, bánh xe có hai gờ và với dạng sảnxuất, vật liệu như đã chọn ở trên, ta quyết định chọn phương pháp chế tạo phôilà phôi đúc.

5 Thiết kế nguyên công:

5.11 Nguyên công 1:

Gia cơng

Bước 1: Tiện thơ – bán tinh mặt 1

Bước 2: Tiện thơ- bán tiện tinh mặt 2

Nguyên công 2

Bước 1: Tiện thơ- tiện tinh mặt 3

Bước 2: Tiện thô- tiện tinh mặt 9

Bước 3:tiên thô – tiện tinh bề măt

Bước4: tiện thô –tiện tinh bề mặt

Bước 5: tiện thô - tiện tinh

Bước 6: tiên thô – tiên tinh bề mặt

Bước 7: tiện thô –tiện tinh bề mặt

Bướ 8: tiện thơ- tiện tinh bề mặt

Tiện một đầu này xong quay đầu và tiện nửa còn lại.Kẹp chặt: mâm cập 3 chấu tự định tâm han chế 5 bậc tự do.

Tiện thô:

Dao tiện: T15k6t=3 mm

S=1,35 mm/vòngn=38 v/ph

V=92 m/phTgc=14,5 phMáy tiện: 1259

Đường kính gia công lớn nhất: 780

Chiều gia công: 350Số trục chính: 6

Giới hạn số vòng quay/phút: 19269Cấp số tốc độ: 24

Công suất động cơ: < 55 KW

Tiện tinh:

Dao tiện: T15K6t=0,5 mm

S=0,2 mm/vòngn=110 v/phV=265 m/phTgc=27,86 ph

Máy tiện: 1259

5.2Nguyên công 3 : Gia cơng

Bước 1: tiện tinh mặt 8

Bước 2: tiện tinh mặt 7

Các thông số gia công như nguyên công 1và ggc=8,3 ph(tiện tinh), ggc=4,8 ph(tiện thô)

Bước 3: Tiện thơ- bán tinh –tinh mặt 4

Nguyên công 4:Bước 1: vát cạnh

Nguên cơng 5: phay lỗ

Nguyên công 6: phay lộ măt còn lại

5.4

Kiểm tra chi tiết lần cuối để loại bỏ những chi tiết khơng đạt yêu cầu

kĩ thuật

6 Tính và tra chế độ cắt :

Tính cho các nguyên công tiện bao gồm: tiện sơ bộ và tiện tinh.Công việc được thực hiện trên máy 1295,công suất động cơ N=50Kw

* Tiện bề mặt :

* Tiện thô:

 Chiều sâu cắt: t=28 mm (t  lượng dư gia công Zb) Chọn t=3 mm

 Lượng chạy dao: S(mm/vòng)

S=1,11,5 mm/vòng( tra bảng 25.1[6]) Chọn S=1,35 mm/vòng

 Tốc độ cắt: v(m/ph)

Xác định theo công thức: mxVvyVkv

(Tra bảng 1-1[6])



knv=1(Do không có vỏ cứng bảng 7-1[6])kuv= (Thép đúc bảng 8-1[6])

 kv=kmv.knv.kuv=0,72.1.1=0,72

 Số vòng quay trục chính:

nm=(19269) v/ph(lấy nm=38 v/ph)

 Lực cắt P(N): chia 3 thành phần theo tọa độ của máy

 Lực cắt theo hướng tiếp tuyến: PZ

 Lực cắt theo hướng kính: PY

 Lực cắt theo hướng trục: PX

=515,7 (KG)

 Công suất cắt: Nc(Kw)

Xác định theo công thức: mxVVkV

. ,Hệ số phụ thuộc vật liệu gia công(Bảng 2-2[6])b= 540 N/mm2.

kn=1 ; nV=-1

knv=1 ; Do không có vỏ cứng bảng 7-1[6]

kuv=-1; Thép đúc bảng 8-1[6] kv=kmv.knv.kuv=0,72.1.1=0,72

 Số vòng quay trong một phút:

nm=(19269) v/ph (lấy nm=110 v/ph)

Máy tiện như trên

Định vị và kẹp chặt không thay đổi

Dao tiện lỗ tiêu chuẩn gắn mảnh hợp kim cứngThông số dao Mảnh hợp kim cứng BK6, =900

 Tiện thô:

Tính vận tốc cắt

Chọn chiều sâu cắt

V=(CV.KV/Tm.tx.Sy)= ,(/),

Các thông số tra bảng:CV=324

m=0,2t = 2x = 0,2y = 0,4s = 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



Các thông số tra bảng tương tự như trên.

7Lượng dư gia công:

Chất lượng bề mặt phôi: (Bảng 10[7] )

Phôi đúc: cấp chính xác 7-9; RZ=250 m ; Ti=350 m

Các thông số đạt được sau khi gia công bề mặt:(bảng 12.[7])Gia công thô: cấp chính xác 3-4 ; RZ=50 m ; Ti=50 m

Gia công tinh: cấp chính xác 4-5 ; RZ=20 m ; Ti=30 mSai lệch vị trí không gian:

 C2 cm2

22284700 

Sai lệch không gian sau khi tiện thô: 1=.0,05=37,77 mSai số kẹp chặt:

)(, m

2 2 602160217088

Lượng dư lớn nhất:

TD: Hiệu dung sai của bước sát trước và bước hoàn thành

8 Thời gian gia công :

8.1 Nguyên công 1và 2:8.1.1 Tiện tinh:

aa Bề mặt bên:

.1 2

L2 (13)2

21

ba Bề mặt làm việc:

L2 (13)2

L2 (13)2

bb Bề mặt làm việc:

mmL2 2

8.2Nguyên công 3:8.2.1 Tiện thô:

L=180 mm ; L1t/tg=0 ; L2=25

8.2.2 Tiện tinh:

8.3Nguyên công 4:

Gia công:Phay

.l+.2=50 mmS=0,12 mm/htkh=13,4 mm

Thời gian ta rơ : Tr=Tm/2=0.025 ph

tnpvp

T0: Thời gian cơ bản

Tp: Thời gian phụ ; Tp=10%.T0

Tpv: Thời gian phụ việc ; Tpv= 3%.T0

Ttn: Thời gian nghỉ ngơi tự nhiên của 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 phNguyên công2:

To= 8,3+4,8=13,1 ph

Ttc= 13,1+1,3+0,39+0,65= 15,4 phNguyên công3:

T0=12.06+18,05=30,14 ph

Ttc=30, 1214+0,9+1,5+3,014= 35,5 phNguyên công4:

T0=1,96 ph

T1=1,96+0,98+0,05+0,19=2,3 ph Ttc= 2,3x6=13.8 ph