thiết kế quy trình gia công chi tiết bánh khế

Suất phát từ tầm quan trọng đó em đợc nhận đồ án môn học công nghệ chế tạo máy với việc lập quy trình công nghệ gia công chi tiết dạng bánh răng.. Trong phần thuyết minh gồm có: Tính toá

Lời nói đầu

Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là một đồ án chuyên ngành chính của sinh viên ngành Cơ Tin Kỹ Thuật, nhằm cung cấp các kiến thức cơ bản để giải quyết một vấn

đề tổng hợp về công nghệ chế tạo Sau khi thiết kế đồ án môn học công nghệ chế tạo máy, sinh viên đợc làm quen với cách sử dụng tài liệu, sổ tay, tiêu chuẩn và khả năng kết hợp

so sánh những kiến thức lý thuyết và thực tế sản xuất, độc lập trong sáng tạo để giải quyết một vấn đề công nghệ cụ thể

Suất phát từ tầm quan trọng đó em đợc nhận đồ án môn học công nghệ chế tạo máy với việc lập quy trình công nghệ gia công chi tiết dạng bánh răng.

Trong phần thuyết minh gồm có: Tính toán chi tiết gia công, xác định dạng sản xuất, xác định phơng pháp chế tạo phôi, thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết, tính thời gian gia công, tính lơng d, tính toán thiết kế đồ gá.

Những giáo trình tra cứu: Công nghệ chế tạo máy (Tập 1 và 2), Máy cắt kim loại, Nguyên lý cắt kim loại, đồ gá,sổ tay Atlas và đồ gá,sổ tay công nghệ chế tạo máy(Tập 1

và 2).

Đợc sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo: Nguyễn Huy Ninh, đến nay cơ bản em đã

hoàn thành nhiệm vụ của mình, tuy còn nhiều thiếu sót trong quá trình làm đồ án, em kính mong sự chỉ bảo tận tình của các thày trong bộ môn để em có thể củng cố thêm kiến thức và hoàn thành tốt nhiệm vụ của mình.

Bánh khế là một chi tiết quan trọng trong sản phẩm của nghành cơkhí.Chi tiết bánh khế có dạng bánh răng nên về chức năng của bánh khếcũng có nhiều điểm giống với bánh răng,cụ thể là: truyền chuyển động, biến

đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến và ngợc lại

Bánh khế có bề mặt cơ bản là các mặt cạnh nằm trên mặt tròn ngoàicủa chi tiết.Các bề mặt này đợc sử dụng trực tiếp để thực hiện chức năng củamình nên các bề mặt phải có độ chính xác nhất định

Vật liệu làm bằng thép 45 có thành phần nh sau:

C=0.40.5 Mn=0,50.8 S=0.045

Si=0,170.37 P=0.045 Ni=0.30% Cr=0.30% 2-Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết

Chi tiết gia công là chi tiết bánh răng

Dùng phôi cán dập nóng để gia công chi tiết

Các bề mặt tròn có khả năng gia công bằng các dao tiện thông thờngHình dạng lỗ đơn giản

Hình dạng vành ngoài đơn giản và có gờ

Bánh khế có gờ một phía nên thời gian gia công sẽ không tốn nhiều

nh loại bánh răng có gờ hai phía

Có kết cấu khá đơn giản nên có thể gia công bằng nhiều dao cùng mộtlúc

Hai lỗ đầu trục đợc vát mép nên có thể dùng phơng pháp chuốt để giacông lỗ then hoa dễ dàng

Các mặt đầu có thể gia công bằng nhiều dao cùng một lúc nên khôngphải thay đổi gá đặt nhiều,do đó có thể đạt độ chính xác cao

Chi tiết có khối lợng và kích thớc nhỏ nên có thể gia công nhiều sảnphẩm trên một nguyên công

đầu bài ta có dạng sản xuất là hàng loạt vừa

Từ bảng 2-13 TKDACNCTM > Sản lợng là 1500 chi tiết /năm

Trong sản xuất nhỏ và đơn chiếc phôi của bánh khế đợc chế tạo bằngrèn tự do hoặc rèn tự do trong khuôn đơn giản ,đôi khi có thể dùng phôi cánnóng

Trong sản xuất hàng loạt lớn hoặc vừa và hàng khối phôi của trục đợcchế tạo bằng dập nóng trên máy dập hoặc ép trên máy ép

Đối với chi tiết bánh khế ta không nên chọn phôi là phôi đúc vì phôi

đúc cho chất lợng bề mặt không tốt với lại chi tiết đúc thờng có cơ tínhkhông cao.Chúng ta có thể chọn phôi thanh với độ chính xác có thể chấpnhận đợc nhng nhợc điểm lớn nhất của loại phôi này là rất tốn vật liệu

Từ đó ta thấy rằng chọn phôi dập nóng là tốt nhất bởi vì loại phôi này đảmbảo đợc những tiêu chuẩn nh: hình dáng phôi gần với chi tiết gia công ,lợng

d hợp lí,có thể sản xuất phôi hàng loạt,…

5.Chuẩn định vị để gia công chi tiết dạng bánh răng.

Đối với chi tiết dạng bánh răng yêu cầu về độ song song và vuông gócgiữa các cạnh là rất quan trọng.Để đảm bảo yêu cầu này,khi gia công cáccạnh và lỗ của chi tiết cần phải dùng chuẩn tinh thống nhất

Chuẩn thống nhất khi gia công các chi tiết dạng bánh răng là lỗ tâmcủa chi tiết và một mặt đầu của chi tiết.Dùng lỗ tâm và mặt đầu làm chuẩn cóthể hoàn thành việc gia công thô và tinh hầu hết các bề mặt cần gia công

Nhng đối với chi tiết bánh khế trong bài này chúng ta chọn chuẩn cókhác đi so với trên.Ta lấy chuẩn thô là mặt ngoài của chi tiết và cả lỗ tâm củatrục,biện pháp thực hiện là chúng ta dùng mâm cặp ba chấu tự định tâm ởmột đầu kết hợp với chống tâm ở đầu còn lại

Khi gia công tinh ta lại lấy chuẩn là lỗ tâm và một mặt đầu,thực hiện bằngcách chống tâm hai đầu,để chống xoay chúng ta dùng thêm một kẹp tốc ởmột đầu

5 Lập bảng trình tự nguyên công

Ta có trình tự nguyên công nh bản vẽ sơ đồ nguyên công,gồm nhữngbớc sau:

1- Làm phôi(phôi ở đây là phôi cán dập nóng trong khuôn kín)

2- Làm sạch

3- ủ phôi

4- Khoả mặt đầu, tiện thô lỗ và một phần mặt ngoài

5- Khoả mặt còn lại và tiện thô phần còn lại mặt ngoài

6- Tiện tinh lỗ và mặt đầu

7- TiÖn tinh mÆt ngoµi.

1 Lîng d cho nguyªn c«ng tiÖn kho¶ mÆt ®Çu

Khi gia c«ng mÆt ®Çu ta lÊy lîng d chÝnh b»ng lîng d cña ph«i a=1 mm

2 §èi víi 35 ta chän lîng d cho tõng nguyªn c«ng nh sau

+Khi tiÖn th« ta lÊy lîng d b»ng lîng d cña ph«i ,vÒ mét phÝa a=1,0mm.3.§èi víi mét phÇn 77 ta chän lîng d vÒ mét phÝa lµ a=1,0mm

Nguyªn c«ng 5:TiÖn th« mÆt ngoµi cßn l¹i ta chän lîng d vÒ mét phÝa

lµ a=1,0mm, vµ phÇn 77 cßn l¹i ta còng chän lîng d vÒ mét phÝa lµ a=1,0mm

Nguyªn c«ng 6: TiÖn tinh lç vµ mÆt ®Çu.

+ Khi tiÖn tinh ta chän lîng d vÒ mét phÝa lµ a=0,5mm

Nguyªn c«ng 7:TiÖn tinh mÆt ngoµi ta chän lîng d vÒ mét phÝa lµ

2.Kẹp chặt: chi tiết đợc kẹp chặt nhờ mâm cặp 3 chấu tự định tâm.

3-Chọn máy

Các thông số của máy tiện T620 :

Đờng kính gia công lớn nhất : Dmax=400mm

Khoảng cách giữa hai mũi tâm :1400mm

chiều sâu cắt chọn bằng lợng d gia công t=1mm

Bảng 5-60 ,ta chọn bớc tiến dao s=0.12;

Bảng 5-63 ta chọn tốc độ cắt Vb =130(mm/ph)

Các hệ số hiệu chỉnh :

-Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công k1=0.9 (theo bảng 5.3)-Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt k2=0.8 (theo bảng 5.5)

-Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao k3=1 (theo bảng 5.7)

- Bớc 3: Tiện thô một phần mặt ngoài của 77

kích thớc cần đạt d=78 0 100

220 0





+Chọn dụng cụ cắt nh dao tiện 35

+Chế độ cắt:

Khi gia công thô 77 ta chọn chiều sâu cắt t=1mm

Bảng 5-60 ,ta chọn bớc tiến dao s=0.36;

,

3

64 , 44 1000

Nguyên công 5 :Khoả mặt còn lại và tiện ngoài

1.Định vị: Chi tiết đợc định vị 5 bậc tự do, 2bậc ở mặt trụ ngoài và 3 bậc ở

mặt đầu kia

2.Kẹp chặt: Chi tiết đợc kẹp chặt nhờ mâm cặp 3 chấu tự định tâm tự định

tâm

3-Chän m¸y

C¸c th«ng sè cña m¸y tiÖn T620 :

§êng kÝnh gia c«ng lín nhÊt : Dmax=400mm

Kho¶ng c¸ch gi÷a hai mòi t©m :1400mm

Thời gian cơ bản nguyên công:T21=20,5/0,12.800=0,213(phút).

 Bớc 2: Tiện thô phần mặt ngoài còn lại 77

Giống nh tiện thô 77 của nguyên công 2

Tổng thời gian cho nguyên tiện thô mặt ngoài là

T22 = 41/0,36.200=0,569 (phút)

Nguyên công 6 :Khoả tinh mặt đầu và tiện tinh lỗ

1.Định vị: Chi tiết đợc định vị 5 bậc tự do, 2bậc ở mặt trụ ngoài và 3 bậc ở

mặt đầu kia

2.Kẹp chặt: Chi tiết đợc kẹp chặt nhờ mâm cặp 3 chấu tự định tâm.

3.Chọn máy:

Các thông số của máy tiện T620 :

Đờng kính gia công lớn nhất : Dmax=400mm

Khoảng cách giữa hai mũi tâm :1400mm

Số cấp tốc độ trục chính : 24

Giíi h¹n vßng quay trôc chÝnh :12,5 2000

Khi gia c«ng tinh lç 35 0 039 ta chän chiÒu s©u c¾t t=0,5mm

B¶ng 5-60 ,ta chän bíc tiÕn dao S=0.3;

3

ph m



Theo máy ta chọn Sm=0.36mm

Thời gian cơ bản nguyên công:T32=.D/S.n=3,14.35/0,36.400=0,76(phút).Thời gian nguyên công: T=1,23.0,76=0,9348(phút)

Nguyên công 7 : Tiện tinh mặt ngoài

1.Định vị: Chi tiết đợc định vị 5 bậc tự do bằng một chốt trụ dài hạn chế 4

bậc tự do và mặt gờ ngoài của trục gá định vị 1 bậc tự do

2.Kẹp chặt: Chi tiết đợc kẹp chặt nhờ cơ cấu trục gá bằng cách vặn chặt mũ

ốc ở một đầu

3.Chọn máy:

Các thông số của máy tiện T620 :

Đờng kính gia công lớn nhất : Dmax=400mm

Khoảng cách giữa hai mũi tâm :1400mm

Tiện tinh lỗ 77,kích thớc đờng kính cần đạt d=7700..100220

Khi gia công thô 77 ta chọn chiều sâu cắt t=0,5mm

Bảng 5-60 ,ta chọn bớc tiến dao s=0.58;

Bảng 5-63 ta chọn tốc độ cắt Vb =52(m/ph)

Các hệ số hiệu chỉnh :

-Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công k1=0.9 (theo bảng 5.3)-Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt k2=0.8 (theo bảng 5.5)

-Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao k3=1 (theo bảng 5.7)

Nh vậy tốc độ tính toán là Vt=Vb k1.k2.k3=0.9x0.8x1x52 =37.44(m/phút)

Số vòng quay của trục chính theo tính toán là:

154 , 85 ( / )

77 14

,

3

44 , 37

Khi gia công rãnh then ta chọn chiều sâu cắt t=4mm

Bảng 5-71 ,ta chọn bớc tiến dao S=0.12mm/ht;

,

3

07 , 9

1.Định vị: Chi tiết đựơc định vị 6 bậc tự do nhờ một chốt trụ dài hạn chế 4

bậc tự do, mặt đầu hạn chế một bậc và một then hạn chế xoay chi tiết

2.Kẹp chặt: Chi tiết đợc kẹp chặt bằng cơ cấu trục gá.

A - A

A

3.Chän m¸y:

Chän m¸y phay 6H10(6H80III),cã c¸c th«ng sè nh sau:

Kho¶ng c¸ch tõ trôc hoÆc mÆt ®Çu dao tíi bµn m¸y(mm):50-350

KÝch thíc bµn m¸y :200x800(mm)

Sè cÊp ch¹y dao :12

Giíi h¹n chaþ dao:18-800

D:Đờng kính dao D=100

Ku :Hệ số ảnh hởng của vật liệu làm dao Ku=1

K:Hệ số ảnh hởng kể đến tính chất vật liệu gia công K=1

K:Hệ số ảnh hởng của góc nghiêng chính K=1

T:Tuổi bền của dao T=60

t:chiều sâu phay t=5

k1=1:Hệ số phụ thuộc cơ tính của vật liệu

k2=1:Hệ số phụ thuộc chu kỳ bền dao

k3=0,8:Hệ số phụ thuộc dạng gia công

k4=1:Hệ số phụ thuộc trạng tháI bề mặt

Độ không vuông với đờng tâm lỗ so với mặt đầu không lớn hơn 0,06.

Vì vậy ta dùng dao phay định hình và đồ gá phay dùng cơ cấu phân độ chốtcôn để phân độ

Chi tiết đợc đinh vị 6 bậc tự do bằng một chốt trụ dài hạn chế 4 bậc, một mặtngoài hạn chế một bậc và một then hạn chế bậc chống xoay còn lại

3.Xác định phay chiều điểm đặt của lực cắt, lực kẹp

a Tính lực cắt của dao phay

Vì lực cắt của dao phay trong trờng hợp phay thô lớn hơn, nên ta tính lực cắtnày

- D, đờng kính dao phay, D = 100 (mm).

đây:

Mms = K.Mc

Pms = K.P0

ở đây:

K= 1,3 - 2 là hệ số an toàn; Mc - mômen cắt do lực cắt Pz gây ra;

Mms - mômen ma sát ở bạc kẹp mặt đầu; P0 - lực hớng xuất hiện trong quátrình gia công

Khi gá chi tiết gia công trên các trục gá thì mômen ma sát ở bạc kẹpmặt đầu phải lớn hơn hoặc bằng mômen do lực cắt gây ra,nghĩa là:

Mms  Mc.Mômen Mms và mômen Mc đợc xác định theo các công thức sau

đây:

Mms = Q.(D +d).f/4

Mc = Pz.D1/2

ở đây: Q - lực chiều trục (N); D - đờng kính bạc (mm) ; d - đờng kính lỗchi tiết (mm); D1 - đờng kính ngoài chi tiết (mm); Pz - lực cắt (N).

Từ hai công thức trên ta suy ra:

b Xác định sai số chế tạo đồ gá cho phép

gd : sai số gá đặt , đợc lấy bằng /3, với  là dung sai nguyên công ,

-  , dung sai cho phép của chi tiết yêu cầu cần đảm bảo  = 0,2 (mm)

- ct,ct , sai số chế tạo đồ gá, và sai số chế tạo đồ gá cho phép là độ khôngchính xác của các cơ cấu định vị của đồ gá và của các cơ cấu khác nh cơ cấudẫn hớng, so dao…

-  , sai số do lực kẹp gây ra, nhng do lực kẹp vuông góc với phơng kích th-k

Trong đó D , d0,:dung sai của các kích thớc

0 :khe hở hớng kính giữa mặt chuẩn của chi tiết và trục gá

Vậy,  ct ct  106,672  (492 21,212 15 )2 = 90m

1 Điều kiện kỹ thuật của đồ gá.

Độ không vuông góc vai trục gá với đờng tâm trục gá  0,090m

Độ song song đờng tâm 2 rãnh then với đờng tâm trục gá  0,090m

Tài liệu tham khảo

1 Thiết kế đồ công nghệ chế tạo maý(NXB Khoa học kỹ thuật Hà nội 1987)

2 Công nghệ chế tạo máy 2Tập (Nguyễn Đắc Lộc và các tác giả)

3 Đồ gá (Lê Văn Tiến-Trần Văn Địch-Trần Xuân Việt)

4 Sổ tay công nghệ chế tạo máy(Nguyễn Đắc Lộc và các tác giả)

5 Thiết kế và tính toán máy cắt kim loại (Phạm Đắp và các tác giả)

6 Sổ tay và Atlas đồ gá (Trần Văn Địch)