Thiết kế qui trình công nghệ chế tạo chi tiết trục răng

Lời nói đầu Chế tạo máy là một ngành rất quan trọng của nền kinh tế quốc dân. Phạm vi sử dụng của ngành chế tạo máy rất rộng rãi. Ngành chế tạo máy là nền tảng của của công nghiệp chế tạo máy. Chính vì vậy Đảng và Chính phủ rất quan tâm đến ngành Chế tạo máy công cụ. Trong sự nghiệp Công nghiệp hoá Hiện đại hoá đất nước, muốn có những sự tiến bộ vượt bậc thì không thể không coi trọng ngành này. Môn học Công nghệ chế tạo máy là môn học chính trong chương trình đào tạo nghề kĩ sư cho bất cứ một trường Kĩ thuật nào. Môn học cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản về năng suất, chất lượng và giá thành sản phẩm, về phương pháp thiết kế quy trình công nghệ, về phương pháp xác định chế độ cắt tối ưu và về những phương pháp gia công mới .Trong quá trình học tập thiết kế đồ án môn học là một nhiệm vụ quan trọng trong việc đào tạo kĩ sư chuyên ngành chế tạo máy. Đồ án giúp sinh viên hệ thống lại được các kiến thức thu nhận được từ các bài giảng, bài thực hành, hình thành cho sinh viên khả năng làm việc độc lập, làm quen với các công việc thiết kế sản phẩm Cơ khí trước khi tốt nghiệp ra trường. Đồ án tốt nghiệp là một bài tập tổng hợp vì vậy sinh viên được có điều kiện hoàn thiện khả năng sử dụng tài liệu các loại sổ tay, bảng tra, phối hợp chúng với các kiến thức lí thuyết đã được trang bị để tạo lập phương án thiết kế tối ưu nhất với điều kiện sản xuất cụ thể. Đồ án cũng cho phép sinh viên phát huy khả năng sáng tạo, hoàn thiện các bài toán kĩ thuật và tổ chức xuất hiện khi thiết kế công nghệ, nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất, chất lượng sản phẩm, ứng dụng các tiến bộ của công nghệ mới vào gia công… Đồ án có ý nghĩa rất quan trọng trong việc hình thành một phong cách làm việc khoa học của sinh viên – kĩ sư cơ khí khi giải quyết các bài toán thực tế sản xuất. Đồ án giúp nâng cao, khả năng ứng dụng nghiên cứu các quá trình công nghệ hiện hành theo các hướng như: nâng cao độ chính xác gia công và chất lượng bề mặt sản phẩm, nâng cao năng suất và hiệu quả sử dụng thiết bị, xác định độ bền dụng cụ cắt tối ưu, ứng dụng các phương pháp gia công mới cùng các vấn đề khác mà thực tế đang giải quyết. Với những lí do như vậy việc tính toán thiết kế một quy trình công nghệ trong khuôn khổ một đồ án tôt nghiệp là rất quan trọng trong quá trình học tập. Trong thời gian qua, để hệ thống lại các kiến thức chuyên môn và vận dụng kiến thức đã học vào thiết kế một quy trình công nghệ cụ thể, em đã được giao đề tài “Thiết kế quy trình công nghệ gia công trục răng”. Tới nay nhờ sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo hướng dẫn Th.s Vũ Xuân Cúc và các thầy trong bộ môn Công nghệ chế tạo máy em đã hoàn thành đề tài tốt nghiệp của mình. Em mong được sự giúp đỡ hơn nữa của các thầy để đồ án môn học của em được đầy đủ và thành công hơn nữa. Em xin chân thành cả Sinh viên : Giàng A Tánh Chương I : PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG I. Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết gia công : 1. Chức năng của chi tiết: Trục sơ cấp của hộp giảm tốc là một thành phần cơ bản nằm trong kết cấu của hộp có chức năng nhận và truyền chuyển động: Chức năng nhận chuyển động : + Là bộ phận nhận truyền động từ động cơ thông qua bộ truyền puly đai lắp trên cổ trục 350,03 và rãnh then B = 10+0,03. Chức năng truyền chuyển động: + Là bộ phận truyền động từ phần răng có m = 4,5 và số răng Z = 22 cho trục trung gian .

Trêng §¹i häc KTCN Th¸i Nguyªn  §å ¸n tèt nghiÖp CNCTM • NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Sinh viªn: Giµng A T¸nh – Líp: CT2001M  1  Trêng §¹i häc KTCN Th¸i Nguyªn  §å ¸n tèt nghiÖp CNCTM NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN CHẤM ĐỒ ÁN Sinh viªn: Giµng A T¸nh – Líp: CT2001M  2  Trêng §¹i häc KTCN Th¸i Nguyªn  §å ¸n tèt nghiÖp CNCTM Lời nói đầu - Chế tạo máy là một ngành rất quan trọng của nền kinh tế quốc dân. Phạm vi sử dụng của ngành chế tạo máy rất rộng rãi. Ngành chế tạo máy là nền tảng của của công nghiệp chế tạo máy. Chính vì vậy Đảng và Chính phủ rất quan tâm đến ngành Chế tạo máy công cụ. Trong sự nghiệp Công nghiệp hoá - Hiện đại hoá đất nước, muốn có những sự tiến bộ vượt bậc thì không thể không coi trọng ngành này. - Môn học Công nghệ chế tạo máy là môn học chính trong chương trình đào tạo nghề kĩ sư cho bất cứ một trường Kĩ thuật nào. Môn học cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản về năng suất, chất lượng và giá thành sản phẩm, về phương pháp thiết kế quy trình công nghệ, về phương pháp xác định chế độ cắt tối ưu và về những phương pháp gia công mới .Trong quá trình học tập thiết kế đồ án môn học là một nhiệm vụ quan trọng trong việc đào tạo kĩ sư chuyên ngành chế tạo máy. Đồ án giúp sinh viên hệ thống lại được các kiến thức thu nhận được từ các bài giảng, bài thực hành, hình thành cho sinh viên khả năng làm việc độc lập, làm quen với các công việc thiết kế sản phẩm Cơ khí trước khi tốt nghiệp ra trường. Sinh viªn: Giµng A T¸nh – Líp: CT2001M  3  Trêng §¹i häc KTCN Th¸i Nguyªn  §å ¸n tèt nghiÖp CNCTM - Đồ án tốt nghiệp là một bài tập tổng hợp vì vậy sinh viên được có điều kiện hoàn thiện khả năng sử dụng tài liệu các loại sổ tay, bảng tra, phối hợp chúng với các kiến thức lí thuyết đã được trang bị để tạo lập phương án thiết kế tối ưu nhất với điều kiện sản xuất cụ thể. - Đồ án cũng cho phép sinh viên phát huy khả năng sáng tạo, hoàn thiện các bài toán kĩ thuật và tổ chức xuất hiện khi thiết kế công nghệ, nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất, chất lượng sản phẩm, ứng dụng các tiến bộ của công nghệ mới vào gia công… - Đồ án có ý nghĩa rất quan trọng trong việc hình thành một phong cách làm việc khoa học của sinh viên – kĩ sư cơ khí khi giải quyết các bài toán thực tế sản xuất. Đồ án giúp nâng cao, khả năng ứng dụng nghiên cứu các quá trình công nghệ hiện hành theo các hướng như: nâng cao độ chính xác gia công và chất lượng bề mặt sản phẩm, nâng cao năng suất và hiệu quả sử dụng thiết bị, xác định độ bền dụng cụ cắt tối ưu, ứng dụng các phương pháp gia công mới cùng các vấn đề khác mà thực tế đang giải quyết. - Với những lí do như vậy việc tính toán thiết kế một quy trình công nghệ trong khuôn khổ một đồ án tôt nghiệp là rất quan trọng trong quá trình học tập. Trong thời gian qua, để hệ thống lại các kiến thức chuyên môn và vận dụng kiến thức đã học vào thiết kế một quy trình công nghệ cụ thể, em đã được giao đề tài “Thiết kế quy trình công nghệ gia công trục răng”. Tới nay nhờ sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo hướng dẫn Th.s Vũ Xuân Cúc và các thầy trong bộ môn Công nghệ chế tạo máy em đã hoàn thành đề tài tốt nghiệp của mình. Em mong được sự giúp đỡ hơn nữa của các thầy để Sinh viªn: Giµng A T¸nh – Líp: CT2001M  4  Trêng §¹i häc KTCN Th¸i Nguyªn  §å ¸n tèt nghiÖp CNCTM đồ án môn học của em được đầy đủ và thành công hơn nữa. Em xin chân thành cả Sinh viên : Giàng A Tánh Chương I : PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG Sinh viªn: Giµng A T¸nh – Líp: CT2001M  5  +0,01 Trêng §¹i häc KTCN Th¸i Nguyªn  §å ¸n tèt nghiÖp CNCTM I. Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết gia công : 1. Chức năng của chi tiết: Trục sơ cấp của hộp giảm tốc là một thành phần cơ bản nằm trong kết cấu của hộp có chức năng nhận và truyền chuyển động: - Chức năng nhận chuyển động : + Là bộ phận nhận truyền động từ động cơ thông qua bộ truyền puly đai lắp trên cổ trục 35-0,03 và rãnh then B = 10+0,03. - Chức năng truyền chuyển động: + Là bộ phận truyền động từ phần răng có m = 4,5 và số răng Z = 22 cho trục trung gian . 2. Điều kiện làm việc của chi tiết gia công: - Với chức năng chủ yếu nói trên, trục sơ cấp của hộp giảm tốc được làm việc trong các điều kiện sau: + Hai cổ trục  01.0 03.0 50 + + lắp vòng bi, đây chính là vị trí được nằm lên hai gối đỡ của thân hộp. Trong quá trình làm việc trục chịu tác dụng của mô men uốn sinh ra do lực hướng kính. Đồng thời chịu mô men xoắn sinh ra do lực tiếp tuyến. Với kết cấu của bộ truyền trong hộp (truyền động bánh răng thẳng) nên lực dọc trục coi như không đáng kể. + Cổ trục 45-0,05 là vị trí luôn tiếp xúc với vòng Bít chắn dầu (tránh thoát dầu) nên luôn luôn có chuyển động tỳ sát trên bề mặt. + Cổ trục 35-0,03 tại đó lắp bộ truyền puly. Do lắp Công xôn nên luôn luôn bị uốn. Đồng thời tại đó có rãnh then 10+0,03 nên trục luôn chịu lực dập, cắt. + Phần răng Z22, m = 4,5 do đặc điểm của bộ truyền. Nên phần sườn răng luôn chịu ứng suất tiếp xúc (gây mòn) và chịu ứng suất uốn (gây gãy). -Chi tiết trục răng đã cho được chế tạo bằng vật liệu thép 40X có thành phân hóa học như sau : Sinh viªn: Giµng A T¸nh – Líp: CT2001M  6  Trêng §¹i häc KTCN Th¸i Nguyªn  §å ¸n tèt nghiÖp CNCTM C% Si% Mn% Cr% Bo% 0,36÷0,44 0,17÷0,37 0,5÷0,8 0,8÷1,1 0,002÷0,005 II. Phân tích các yêu cầu kỹ thuật và biện pháp gia công : Đặc điểm của các chi tiết trục là có những bề mặt chính như là: +Cổ trục: là nơi dùng để lắp vòng bi nên đòi hỏi bề mặt khi gia công phải đạt độ chính xác như yêu cầu kỹ thuật để đảm bảo cho yêu cầu của mối ghép. + Rãnh then: dùng để lắp then và truyền chuyển động với các chi tiết khác thông qua then nên rãnh then khi gia công rãnh then phải đảm bảo về độ không song song của hai bề mặt bên của rãnh then. + Ren: dùng để kẹp chặt chi tiết lắp với phần rãnh then không cho nó bị chôi ra nên yêu cầu khi gia công phần này chỉ cần dùng phương pháp tiện ren là được. +Răng: Dùng để truyền chuyển động quay cho các chi tiết khác vì vậy cần phải đảm bảo độ chính xác về hình dáng hình học, bề mặt, độ đồng tâm của các răng. + Ngoài ra để thuận tiện cho gia công và giảm tập trung ứng suất tại các vị trí tiếp giáp của các bậc trên trục thì cần phải tạo các rãnh thoát dao, các góc lượn… Vì vậy trục cần phải đảm bảo một số yêu cầu sau : -Độ không đồng tâm giữa các kích thước:( Φ50,Φ108,Φ45,Φ35,Φ20) ≤ 0,05 mm - Độ ô van của bề mặt B cho phép ≤ 0.05 mm - Độ cứng đạt 260 ÷300 HB. - Nhiệt luyện bề mặt phần răng và các bề mặt Φ50,Φ45,Φ35đạt độ cứng 48–50 HRC. Sinh viªn: Giµng A T¸nh – Líp: CT2001M  7  Trêng §¹i häc KTCN Th¸i Nguyªn  §å ¸n tèt nghiÖp CNCTM - Độ sâu thấm tôi các bề mặt ≥ 0,8mm. - Độ nhám của bề mặt Ra =1,25. - Các bề mặt Φ50,Φ45,Φ35 yêu cầu độ chính xác để đảm bảo cho mối lắp ghép với các chi tiết khác nên độ nhám bề mặt cần đạt Ra =1,25. Vì vậy các bề mặt này được gia công bằng phương pháp tiện thô , tiện tinh và sau đó dùng phương pháp mài . - Phần gia công răng có bề mặt sườn răng yêu cầu về độ nhám Ra=1,25 vì vậy phần này được gia công trên máy phay lăn răng. - Bề mặt ren M20 gia công bằng phương pháp tiện. - Bề mặt trụ ngoài chọn phương pháp gia công tiện thô , tiện tinh. - Rãnh then B =10+0,03 chọn phương pháp phay bằng dao phay rãnh then chuyên dùng. III. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu : Tính công nghệ trong kết cấu có ý nghĩa rất quan trọng : - Ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. - Ảnh hưởng đến khối lượng gia công và năng suất lao động. - Ảnh hưởng đến tiêu hao nguyên vật liệu. - Cuối cùng là ảnh hưởng đến giá thành sản phẩm. Qua bản vẽ chi tiết trục răng và vật liệu chế tạo nó thấy : - Chi tiết gia công được chế tạo bằng vật liệu thép 40X , đây là loại vật liệu dễ kiếm, rẻ tiền, có cơ tính tốt . Có thể áp dụng nhiều phương pháp tạo phôI đơn giản và tiên tiến, cho phép đạt chỉ tiêu kinh tế cao, có thể đáp ứng khả năng làm việc của chi tiết . - Chi tiết có các bậc trục giảm dần về hai phía, cho khả năng sử dụng các biện pháp gia công năng suất cao . - Chi tiết có hệ số sử dụng vật liệu cao do không có các bích, gờ chặn. Sinh viªn: Giµng A T¸nh – Líp: CT2001M  8  Trêng §¹i häc KTCN Th¸i Nguyªn  §å ¸n tèt nghiÖp CNCTM - Do yêu cầu độ chính xác gia công vừa phải (cấp 8) nên có thể thực hiện trên máy mài, máy tiện thông thường . - Sử dụng rãnh then kính để lắp chi tiết quay . - Phần ren M20x2,5 không tạo rãnh thoát dao mà tạo thêm phần ren phụ để thoát dao làm tăng thêm độ cứng cho trục , đơn giản trong quá trình gia công . - Chi tiết gia công thuộc dạng trục có đường tâm thẳng nên có thể sử dụng chuẩn tinh phụ là hai lỗ tâm làm chuẩn gia công qua nhiều nguyên công và hầu hết các bề mặt đều đảm bảo độ đồng tâm giữa các mặt trụ qua nhiều lần gá . ∗ Kết luận về tính công nghệ trong kết cấu : - Đây là chi tiết dạng trục có Dmax =108 và Lmax = 270, Dmin = 20 (L/D < 4) nên đảm bảo độ cứng vững khi gia công, thuận lợi cho điều kiện định vị và kẹp chặt, Sự biến dạng các kích thước là không đáng kể. - Phần răng cấp chính xác 8 nên khi gia công răng không quá khó khăn về dao (dao tiêu chuẩn). - Đảm bảo cho phép gia công bằng các dao tiện thường . - Kích thước giảm dần về hai phía đầu trục, thuận tiện cho việc tháo lắp các chi tiết . - Nhiệt luyện đạt (260 ÷ 300)HB. Vậy : Kết cấu của chi tiết trục răng theo như bản vẽ đã thỏa mãn tính công nghệ trong kết cấu, đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật và hiệu quả kinh tế . Sinh viªn: Giµng A T¸nh – Líp: CT2001M  9  Trêng §¹i häc KTCN Th¸i Nguyªn  §å ¸n tèt nghiÖp CNCTM Chương II : XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT I .ý nghĩa : Dạng sản xuất là một khái niệm đặc trưng có tính chất tổng hợp, giúp cho việc xác định hợp lý đường lối, biện pháp công nghệ và tổ chức sản xuất để chế tạo ra sản phẩm đạt các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật, việc xác định dạng sản xuất dựa vào các yếu tố đặc trưng đó là: + Sản lượng + Tính ổn định của sản phẩm. + Tính lặp lại của quá trình sản xuất. + Mức độ chuyên môn hóa trong sản xuất Sinh viªn: Giµng A T¸nh – Líp: CT2001M  10  [...]... dạng sản xuất Dựa vào các nguyên tắc trên và đặc điểm kết cấu của chi tiết gia công, điều kiện sản xuất, thiết kế qui trình công nghệ gia công chi tiết trục răng như sau : 1 – Nguyên công I : Tôi cải thiện 2 – Nguyên công II : Phay mặt đầu, khoan tâm 3 – Nguyên công III : Tiện thô các kích thước Φ109.5,Φ62, Φ52, cung R=3, tiện mặt B 4 – Nguyên công IV : Tiện thô các kích thước Φ62, Φ52,Φ47, Φ37, Φ20,... tâm CHƯƠNG V : LẬP QTCN GIA CÔNG TRỤC RĂNG : - Để chế tạo chi tiết từ phôI ban đầu phảI trảI qua các nguyên công và trong mỗi nguyên công có một số bước công nghệ khác nhau Sinh viªn: Giµng A T¸nh – Líp: CT2001M  24  Trêng §¹i häc KTCN Th¸i Nguyªn nghiÖp CNCTM  §å ¸n tèt - Việc lập quy trình công nghệ phảI hợp lý nhất để rút ngắn thời gian phục vụ và thời gian gia công, đảm bảo năng suất, hiệu... PHÁP CHẾ TẠO PHÔI : I.Cơ sở để xác định phương ánchế tạo phôi: Xác định phương án tạo phôi là công việc đầu tiên hết sức quan trọng nó quyết định chất lượng và giá thành chi tiết gia công Thông thường trong sản xuất có hai phương án chọn phôi như sau : PA1: Tạo phôi có hình dáng, kích thước gần giống như chi tiết hoàn chỉnh PA2: Dùng phôi có sẵn, lượng dư lớn để giảm chi phí tạo phôi nhưng chấp nhận chi. .. chuẩn theo chi u trục sẽ ảnh hưởng đến dung sai kích thước cần đảm bảo theo chi u trục, đó là các kích thước : chi u dài các bậc trục mà chuẩn đo lường là mặt đầu trục Để khắc phục được sai số này, dùng chốt tỳ vào mặt đầu trục và mũi tâm tùy động ( mũi tâm có lò xo đẩy dọc trục ) + Độ cứng vững gá đặt thấp - Phạm vi sử dụng : Gia công thô, gia công tinh các bề mặt trụ, gia công răng, gia công ren... công nghệ như sau: - Máy: Với đặc điểm kết cấu của chi tiết gia công và điều kiện sản xuất ta thực hiện trên máy vạn năng và máy chuyên dùng Máy được bố trí theo quy trình công nghệ - Phương pháp gá đặt và độ chính xác kích thước gia công bằng chỉnh dao - Đồ gá và thiết bị đo chuyên dùng - Áp dụng công nghệ là kết hợp cả phân tán nguyên công và tập trung nguyên công, nhằm tăng năng suất lao động, giảm... Nguyªn nghiÖp CNCTM  §å ¸n tèt CHƯƠNG IV : THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ : I Phân tích chọn chuẩn : 1 – Yêu cầu và lời khuyên chung khi chọn chuẩn: a- Yêu cầu: Chọn chuẩn có ý nghĩa rất quan trọng trong quá trình thiết kế quy trình công nghệ gia công cơ Vì vậy chọn chuẩn phải thỏa mãn hai yêu cầu sau : - Đảm bảo chất lượng của sản phẩm trong suốt quá trình gia công - Nâng cao năng suất và giảm giá thành... 100 Trong đó : Ni : Sản lượng cơ khí cần chế tạo N :Là sản lượng sản phẩm kế hoạch trong đó có chi tiết i cần chế tạo mi : Là số chi trong một sản phẩm ∝ : Hệ số phần trăm dự phòng hư hỏng do chế tạo ∝ = (3÷6) % chọn ∝ = 4% β : Là hệ số phần trăm do mất mát hư hỏng trong quá trình vận chuyển β =(3 ÷7)% chọn β = 6% Thay số vào tính được số lượng sản phẩm cần chế tạo trong một năm là : Ni = 10.000.1(1... Chọn chuẩn như sơ đồ trên chi tiết gia công sẽ bị khống chế năm bậc tự do, hai mặt trụ ngoài khống chế bốn bậc tự do, bậc tự do còn lại được khống chế bởi mặt đầu của chi tiết - Ưu điểm: + Dùng phương án này có độ cứng vững gá đặt cao, 50 chuẩn tinh chính (cổ trục lắp vòng bi), thao tác dễ dàng + Đảm bảo độ song song giưa rãnh then với đường tâm trục răng + Không phải gia công thêm chuẩn tinh phụ... trên chi tiết gia công có tất cả các bề mặt đều gia công thì nên chọn bề mặt nào mà yêy cầu lượng dư nhỏ và đồng đều nhất làm chuẩn thô 4 Nếu trên chi tiết gia công có nhiều bề mặt đủ điều kiện làm chuẩn thô thì nên chọn bề mặt bằng phẳng nhất và trơn tru nhất làm chuẩn thô 5 ứng với một bậc ự do cần thiết của chi tiết gia công chỉ được phép chọn và sử dụng chuẩn thô không quá một lần trong cả quá trình. .. ưu, nhược điểm của hai phương án trên, thấy phương án tạo phôi bằng phương pháp rèn khuôn ( dập thể tích ) có những thuận lợi cho việc chế tạo chi tiết: Phù hợp với dạng sản xuất hàng khối , đảm bảo được mọi yêu cầu kỹ thuật của chi tiết Cho nên quyết định chọn phương án tạo phôi bằng phương pháp rèn khuôn (dập thể tích) sẽ đảm bảo cho chi tiết gia công đạt năng suất caovà đảm bảo tính kinh tế Bản vẽ . Cuối cùng là ảnh hưởng đến giá thành sản phẩm. Qua bản vẽ chi tiết trục răng và vật liệu chế tạo nó thấy : - Chi tiết gia công được chế tạo bằng vật liệu thép 40X , đây là loại vật liệu dễ kiếm,. đề tài Thiết kế quy trình công nghệ gia công trục răng . Tới nay nhờ sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo hướng dẫn Th.s Vũ Xuân Cúc và các thầy trong bộ môn Công nghệ chế tạo máy em đã hoàn. thuận tiện cho việc tháo lắp các chi tiết . - Nhiệt luyện đạt (260 ÷ 300)HB. Vậy : Kết cấu của chi tiết trục răng theo như bản vẽ đã thỏa mãn tính công nghệ trong kết cấu, đảm bảo các yêu cầu kĩ