KHOA CƠ ĐIỆN VÀ CÔNG TRÌNH BỘ MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY chi tiết dạng trục bánh răng
KHOA CƠ ĐIỆN VÀ CƠNG TRÌNH BỘ MƠN KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Họ tên sinh viên : Nguyễn Trung Hiếu Hoàng Minh Giang MSV : 1951080635 1951081124 Lớp: K64 – CĐT Nhóm: Năm, 2022 LỜI NĨI ĐẦU Mơn học Cơng nghệ chế tạo máy đóng vai trị quan trọng chương trình đào tạo kĩ sư cán kĩ thuật thiết kế chế tạo loại máy, thiết bị phục vụ ngành công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải Là sinh viên khoa Cơ điện Cơng trình việc làm thực tế mơn học, thơng qua hình thành nên tư logic Đồ án môn học Công nghệ Chế tạo máy đồ án chuyên ngành Nhiệm vụ đồ án đặt từ phôi liệu ban đầu với trang bị công nghệ có sẵn biến phơi liệu trở thành chi tiết sử dụng ngành chế tạo máy Kết thúc môn học chúng em nhận đề tài: “Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng chi tiết dạng Trục” Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy đồ án có tầm quan trọng sinh viên khoa Cơ điện Công trình Đồ án giúp cho sinh viên hiểu kiến thức học môn Công nghệ chế tạo máy mà môn khác như: Máy công cụ, nguyên lý cắt, đồ gá … Đồ án giúp cho sinh viên hiểu dần thiết kế tính tốn quy trình cơng nghệ chế tạo chi tiết cụ thể Được giúp đỡ hướng dẫn tận tình thầy Trần Cơng Chi mơn Cơ khí đến Đồ án mơn học chúng em hoàn thành Tuy nhiên việc thiết kế đồ án khơng tránh khỏi sai sót chúng em mong bảo thầy bạn Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Công Chi giúp đỡ chúng em hồn thành cơng việc giao CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT Chức chi tiết trục -Chi tiết thiết kế bánh liền trục (Trục răng) thuộc họ chi tiết trục -Căn vào tỉ số chiều dài đường kính (L/D < 4) ta thấy chi tiết thuộc loại trục bậc ngắn -Trục bánh có vai trị truyền động trục hộp giảm tốc, hộp tốc độ hộp chạy dao máy cắt gọt kim loại, máy nâng chuyển, động ô tơ đường kính vịng chân khơng lớn nhiều so với đường kính trục nên thường làm bánh liền trục vật liệu trục vật liệu trục bánh giống Phân tích kết cấu yêu cầu kỹ thuật: - Chi tiết dạng trục - Chiều dài toàn 273mm, đường kính phần lớn ∅95 Phân tích tính cơng nghệ kết cấu sản phẩm: Hình1.1 Bản vẽ chi tiết trục -Chi tiết có chiều dài lớn 273mm đường kính lớn Φ85 chi tiết có độ cứng vững cao -Các bề mặt trục gia cơng dao thơng thường -Các bề mặt có thuận lợi cho việc ăn dao dao -Kích thước có giảm dần hai phía đầu trục thuận lợi cho việc gia cơng -Trục cần có độ đồng tâm cao nên cần có lỗ chống tâm hai đầu -Rảnh then ngồi hở khơng khó khăn cho việc gia cơng tạo thuận lợi cho việc gia công đạt xuất cao -Với bánh trục khơng có gờ, vành ngồi đơn giản thuận lợi cho việc gia cơng nhiều dao lúc -Sau tiến hành gia công xong chi tiết tiến hành nhiệt luyện để đảm bảo độ cứng độ bền học cần thiết để đảm bảo yêu cầu làm việc Cuối ta tiến hành nguyên công mài chi tiết để đạt yêu cầu xác Phân tích vật liệu - Chọn vật liệu chế tạo phôi người ta thường vào: + Dạng sản xuất + Điều kiện làm việc chi tiết + Tính cơng nghệ chi tiết + Tính chất lý chi tiết + Giá thành sản phẩm + Nhằm mục đích chi tiết đảm bảo chất lượng giá thành rẻ - u cầu vật liệu phải có: + Cơ tính tổng hợp (giới hạn bền, giới hạn mỏi, độ dẻo, độ dai, tính mài mịn) + Tính cơng nghệ tốt (tính cắt gọt, tính gia cơng áp lực, tính hàn) -Do đặc điểm làm việc chi tiết điều kiện chịu tải trọng tĩnh tải trọng va đập trung bình tiết phải đảm bảo độ bền độ dai Do sủ dụng loại thép hóa tốt (thuộc thép kết cấu, thép hợp kim) Để lựa chọn vật liệu ta xem đặc điểm vài nhóm thép hóa tốt dùng làm vật liệu để chế tạo chi tiết Do ta chọn thép C45 có thành phần sau: Mác thép C (%) Si (%) Mn (%) Cr (%) Ni (%) S (%) C45 0.420.49 0.170.37 0.500.80 “0.25 “0.25 “0.004 CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT Ý nghĩa việc xác định dạng sản xuất -Dạng sản xuất khái niệm đặc trưng có tính chất tương đối tổng hợp, giúp xác định hợp lí đường lối biện pháp công nghệ, tổ chức sản xuất để tạo sản phẩm đạt tiêu chuẩn kinh tế, kĩ thuật đo đề Các yếu tố đặc trưng dạng sản xuất: + Sản lượng + Tính ổn định sản phẩm + Tính lặp lại q trình sản xuất + Mức độ chun mơn hóa sản xuất Trong ngành chế tạo máy tùy theo sản lượng hàng năm mức độ ổn định sản phẩm mà người ta chia làm dạng sản xuất: + Sản xuất đơn + Sản xuất hàng loạt + Sản xuất hàng khối Xác định dạng sản xuất Sử dụng phần mềm inventer ta vẽ chi tiết 3D gán vật liệu thép C45 tính khối lượng sản phẩm là: 6,193kg Hình 2.1 Hình vẽ 3D chi tiết trục Hình 2.2 Tính khối lượng chi tiết từ phần mềm Inventer Theo đề cho năm sản suất 5000 sản phẩm Dựa vào bảng sách (Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy PGS.TS Trần Văn Địch) ta xác định là: Dạng sản suất hàng loạt lớn Q-Khối lượng chi tiết >200kg Dạng sản xuất 4-200Kg < 4kg Sản lượng hang năm chi tiết (chiếc) Đơn 1000 >5000 >50000 CHƯƠNG 3: CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI Cơ sở chọn dạng phôi Phôi xác định theo kết cấu chi tiết, vật liệu, dạng sản xuất cụ thể Nhà máy xí nghiệp Chọn phơi tức chọn phương pháp chế tạo xác định lượng dư, kích thước dung sai phôi Việc xác định phương pháp tạo phơi hợp lí đảm bảo tốt u cầu kĩ thuật chi tiết, kích thước phơi phải đảm bảo đủ lượng dư cho q trình gia cơng Hình dáng phơi giống hình dáng chi tiết giảm lượng dư gia cơng, yêu cầu cho phép giảm số lần chạy dao, giảm thời gian gia công, tăng suất, giảm giá thành sản phẩm Vì chọn phơi thích hợp cần vào yếu tố sau: + Kích thước, hình dáng, kết cấu chi tiết gia cơng + Vật liệu, tính, yêu cầu kỹ thuật vật liệu gia công + Dạng sản xuất + Điều kiện cụ thể nhà máy, xí nghiệp, nơi sản xuất + Khả phương pháp chế tạo phôi + Hệ số sử dụng vật liệu Các dạng phôi phương pháp chế tạo phôi 2.1 Phôi đúc Đúc phương pháp tạo phơi mà q trình sản xuất nấu chảy kim loại, hợp kim rót vào lịng khn tạo sẵn + Ưu điểm: -Sản phẩm đúc chế tạo từ nhiều loại vật liệu -Có thể đúc chi tiết có cấu tạo đơn giản đến phức tạp, từ nhỏ đến lớn Sản phểm đúc đạt độ xác cao độ nhẵn bóng cao phương pháp đúc đặc biệt -Tạo vật đúc có lớp vật liệu có tính khác -Có thể khí hóa tự động hóa, đạt suất cao + Nhược điểm: - Tổn hao kim loại đậu ngót, sau hỏng - Tỷ lệ phế phẩm cao khuyết tật đúc nhiều - Kiểm tra khuyết tật khó khăn 2.2 Phơi cán Cán phương pháp cho kim loại biến dạng trục quay ngược chiều (trục cán) có khe hở nhỏ chiều cao phôi làm cho chiều cao phôi giảm chiều dài, chiều rộng phôi tăng + Ưu điểm: - Nâng cao chất lượng phôi tính - Năng suất đạt cao có tính liên tục + Nhược điểm: - Chỉ cản sản phẩm có kết cấu đơn giản 2.3 Phơi rèn Rèn tự phương pháp gia công áp lực biến dạng tự hướng mà không bị khống chế bề mặt khác tiếp xúc trực tiếp với dụng cụ gia công + Ưu điểm: - Phương pháp gia cơng có tính linh hoạt cao, phạm vi gia cơng rộng - Có thể chế tạo chi tiết có hình dáng kích thước khối lượng khác - Có khả biến đổi tổ chức hạt thành tổ chức thớ vật liệu làm tăng tính chi tiết Cơ tính đồng - Dụng cụ thiết bị tương đối đơn giản nên vốn đầu tư tính linh hoạt sản xuất cao - Nâng cao chất lượng kim loại + Nhược điểm: - Độ bóng độ xác đạt không cao - Sự đồng loạt sản phẩm không cao - Lượng dư lớn hệ số sử dụng vật liệu thấp nên hiệu kinh tế không cao - Năng suất thấp đặc biệt rèn tay - Hình dáng chất lượng phụ thuộc nhiều vào tay nghề người công nhân 2.4 Phôi dập Là phương pháp gia công dập thể tích hay cịn gọi rèn khn gia cơng áp lực phôi bị biến dạng điền đầy vào khoang rỗng gọi lịng khn Sự biến dạng phơi giới hạn lịng khn + Ưu điểm: - Vật dập có độ xác độ bóng bề mặt cao so với phương pháp rèn tự - Vật dập có tính đồng cao có biến dạng kim loại triệt để va khắp nơi - Dập có khả chế tạo chi tiết có hình dáng phức tạp, tiết kiếm kim loại, thao tác đơn giản khơng địi hỏi bậc thợ cao, kim loại bị khống chế biến dạng lịng khn - Dập đạt suất động cao, dễ khí nên thường dùng sản xuất hàng khối hồng loạt + Nhược điểm: - Gía thành chế tạo khuôn lớn nên thường dùng sản xuất hàng khối hàng loạt - Không dập chi tiết có kích thước lớn ⇒ Vậy để chế tạo phôi bánh trục bánh ta chọn phôi dập ưu điểm vật liệu thép 40X ta dùng dập nóng Phương pháp chế tạo phơi + Dập nóng máy ép: - Ưu điểm: Phương pháp phơi đạt độ bóng tính tốt, máy làm việc êm, độ cứng vững tốt dẫn hướng âm xác - Nhược điểm Giá thành máy ép cao kích thước phơi ban đầu u cầu xác, khó làm lớp oxi hóa nên yêu cầu cần thiết nung phức tạp, hành trình đầu búa định nên tính chất vạn cần phải có thiết bị phụ để tạo phơi + Dập nóng búa máy: - Ưu điểm: Phương pháp cho phơi có hình dạng phức tạp độ xác cao, tính phôi phù hợp với sản xuất hàng loạt hàng khối, tiết kiệm kim loại, giảm thời gian cho gia cơng Do giảm giá thành hành trình đầu búa lớn nên tính chất vạn cao máy ép, lực tác dụng va đập nên giảm tối thiểu lớp oxi hóa tạo điều kiện cho việc làm phôi - Nhược điểm Do lực va đập nên việc chế tạo khn khó khăn làm tăng giá thành sản phẩm, máy búa không linh hoạt máy ép nên khó tự động hóa khí hóa phương pháp dập nóng máy búa có ưu điểm đảm bảo yêu cầu kỹ thuật kinh tế chi tiết + Dập nóng máy rèn ngang: - Ưu điểm: Gia cơng cho tiết có hình dạng phức tạp suất đạt cao, vật dập có độ xác độ bóng bề mặt cao, điều khiển làm việc an tồn thuận lợi - Nhược điểm: Máy có cấu phức tạp hạn chế nâng cao suất máy khối lượng chi tiêt gia cơng Thiết kế vẽ lồng phơi Hình 3.1 Bản vẽ lồng phôi chi tiết trục