Thiết kế qui trình công nghệ chế tạo chi tiết trục then hoa

PHẦN IPHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNGI NHIỆM VU NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC, ĐẶC ĐIỂM CỦA CHI TIẾT :Chi tiết gia công là trục then hoa gồm 6 rãnh then hoa hình chữ nhật có chiều dài then là 126(mm) đường kính đỉnh đường kính chân then .Chiều dài trục 172 0,1 (mm) hai đầu có hai ngõng trục để lắp ổ bi tiêu chuẩn có đường kính và chiều dài mỗi ngõng trục là 23 0,1 (mm).Chiều rộng của rãnh then b = .Trục then hoa dùng để lắp bánh răng di trượt có thể lắp một hoặc hai bánh răng trên một trục. Kết cấu trục then hoa này được sử dụng rất phổ biến cùng với bánh răng di trượt trong hộp tốc độ của máy phay ngang van năng, máy điện …Trục then hoa có tác dụng truyền mômen, truyền chuyển động cho bánh răng. Bánh răng di trượt trên trục nhờ cần gạt. Cần gạt này tác động vào bánh răng làm thay đổi vị trí của bánh răng qua đó thay đổi tốc độ của trục cũng như thay đổi tốc độ của đầu ra hộp tốc độ .IIYÊU CẦU KỸ THUẬT CHI TIẾT GIA CÔNG :Chi tiết gia công là trục then hoa. Gồm 6 rãnh then hoa hình chữ nhật dùng để truyền chuyển động cho bánh răng nó chịu mômen xoắn và uốn, rãnh then hay bị mòn theo hai mặt bên ( Bề mặt làm việc ) .Vì vậy nó cần phải đảm bảo các điều kiện sau : Độ không đồng tâm giữa các bậc trục không quá 0,02 (mm). Độ không song song giữa đường răng và đường tâm trục không quá 0,025 (mm). Độ cứng sau nhiệt luyện đạt 240  280 HB. Độ nhám của hai ngõng trục (Ra = 2,5) đạt cấp chính xác 6. Bề mặt làm việc của then (Ra = 4) đạt cấp chính xác 5. Bề mặt đỉnh then đạt cấp chính xác 6. Độ song song của rãnh then hay then hoa so với đường sinh không vượt quá 0,1mmm. Độ cong của trục  0,01.

PHẦN I

PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG

I- NHIỆM VU NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC, ĐẶC ĐIỂM CỦA CHI TIẾT :

Chi tiết gia công là trục then hoa gồm 6 rãnh then hoa hình chữ nhật có chiều dài then là 126(mm) đường kính đỉnh Φ32−−00,,0205 đường kính chân then

3

,

0

43

,

0

26−−

Chiều dài trục 172± 0,1 (mm) hai đầu có hai ngõng trục để lắp ổ bi tiêu chuẩn có đường kính 25Φ và chiều dài mỗi ngõng trục là 23± 0,1 (mm)

Chiều rộng của rãnh then b = 12−−00,,0204

Trục then hoa dùng để lắp bánh răng di trượt có thể lắp một hoặc hai bánh răng trên một trục Kết cấu trục then hoa này được sử dụng rất phổ biến cùng với bánh răng di trượt trong hộp tốc độ của máy phay ngang van năng, máy điện …

Trục then hoa có tác dụng truyền mômen, truyền chuyển động cho bánh răng Bánh răng di trượt trên trục nhờ cần gạt Cần gạt này tác động vào bánh răng làm thay đổi vị trí của bánh răng qua đó thay đổi tốc độ của trục cũng như thay đổi tốc độ của đầu ra hộp tốc độ

II-YÊU CẦU KỸ THUẬT CHI TIẾT GIA CÔNG :

Chi tiết gia công là trục then hoa Gồm 6 rãnh then hoa hình chữ nhật dùng để truyền chuyển động cho bánh răng nó chịu mômen xoắn và uốn, rãnh then hay bị mòn theo hai mặt bên ( Bề mặt làm việc )

Vì vậy nó cần phải đảm bảo các điều kiện sau :

- Độ không đồng tâm giữa các bậc trục không quá 0,02 (mm)

- Độ không song song giữa đường răng và đường tâm trục không quá 0,025 (mm)

- Độ cứng sau nhiệt luyện đạt 240 ÷ 280 HB

- Độ nhám của hai ngõng trục (Ra = 2,5) đạt cấp chính xác 6.

- Bề mặt làm việc của then (Ra = 4) đạt cấp chính xác 5

- Bề mặt đỉnh then đạt cấp chính xác 6

- Độ song song của rãnh then hay then hoa so với đường sinh không vượt quá 0,1µm/mm

- Độ cong của trục ≤ 0,01

(thép 45













= σ

= σ

= σ

= σ

−

% 16

) MPa ( 300

) MPa ( 360

610 )

MPa (

1 ch b

PHẦN II

XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

I-Ý NGHĨA

Dạng sãnuất là một khái niệm đặc trưng có tính chất tổng hợp giúp cho việc xác định hợp lý đường nối biện pháp công nghệ và đề ra phương án tổ chức sản xuất để tạo ra xản phẩm đạt chỉ tim kinh tế kỹ thuật Mỗi dạng sản xuất có những đặc điểm riệng phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau, tuy nhiên ở đây chúng ta không đi sâu vào nghiên cứu phương pháp xác định chúng theo tính toán

II- SẢN LƯỢNG CƠ KHÍ HÀNG NĂM:

- Sản lượng cơ khí được tính theo công thức :

) 100 1 )(

100 1 ( Nm

(ct/năm)

Theo bài ra ta có sản lượng kế hoạch là 1500 chiếc/năm

Trong đó :

- Ni : Sản lượng cơ khí ct/năm

- N : Sản lượng kế hoạch ct/năm.

- mi : Số chi tiết trong một laọi sản phẩm

- β : Hệ số dự phòng kể đến phế phẩm

- α : Hệ số kể đến hư hỏng mất mát

Thông thường α = β = 2 ÷ 3 lấy α = β = 2 : mi = 1 => ta có :

6 , 1560 )

100

2 1 ( ) 100

2 1 ( 1 1500

III-TÍNH KHỐI LƯỢNG CỦA CHI TIẾT GIA CÔNG :

Được xác định theo công thức:

Q1 = V ⋅ γ (kg)

Trong đó :

Q1 - Trọng lượng của c/t’ gia công (kg)

V - Thể tích của chi tiết (dm3)

γ - Trọng lượng riêng của vật liệu

Đối với vật liệu c/t gia công là thép 45 ta có : γthép = 7,852 kg/dm3

Trong đó V1 = V3 ; V1, V2, V3 là tích của chiều dài phần then và ngõng trục

Ta có : V = V1 + V2 +V3 = 2V1 + V3 (V1 = V3)

01128 ,

0 23 , 0 2

25 , 0 14 , 3 h R V

2 1

2 1











⋅

=

⋅

⋅ π

1 , 0 26 , 1 2

32 , 0 14 , 3 h R V

2 3

2 3











⋅

=

⋅

⋅ π

=> V = 2 ⋅ 0,01128 + 0,1 = 0,1225 (dm3)

=> Q = 0,1225 ⋅ 7,852 = 0,962 (kg)

Theo bảng 2 (TKDACNCTM)

Ta được dạng sản xuất là hàng loạt vừa

PHẦN III

PHƯƠNG PHÁP TẠO PHÔI

I- CƠ SỞ CHỌN PHÔI :

Với chi tiết dạng trục làm việc chịu tải trọng mômen tốt nhất là tổ chức kim loại nêm chặt Có thể chọn phương pháp gia công là cán, rèn, dập, đúc…

Việc sác phương pháp tạo phôi hợp lý sẽđảm bảo yêu cầu kỹ thuật của chi tiết kích thước của phôi phải đảm bảo phân bố đủ lượng dư cho quá trính gia công hình dáng của phôi càng giống chi tiết càng tốt Yêu cầu này cho phép giảm số lần chạy dao giảm thời gian gia công giảm sai số in dập dẫn đến tăng năng xuất, hạ giá thành sản phẩm

Căn cứ vào bản vẽ chi tiết ta so sánh các phương pháp tạo phôi sau: II- PHƯƠNG PHÁP TẠO PHÔI :

Việc tạo phôi phải phù hợp với việc chế tạo chi tiết phải căn cứ vào các yếu tố sau :

- Vật liệu : C có tính vật liệu mà chi tiết gia công

- Dạng sản xuất : Tính chất xản xuất, trang thiết bị, dụng cụ gia công

- Khả năng đạt được độ chính xác gia công chọn phôi hợp lý

1, Phương pháp chọn cán:

Chỉ dùng với các loại phôi đơn giản, không cản được thép cán có tổ chức kim loại chặt, đều trong suốt chìm dài, phôi thớ kim loại liên tục có lớp ứng xuất dư

Thép cán được tiêu chuẩn hoá nên khi chọn phôi phải chọn phôi có đường kính lớn hơn đường kính lớn nhất của chi tiết gia công sẽ mất nhiều thời gian cắt gọt mất nhiều kim loại giảm năng xuất dẫn đến giá thành cao

2, Phương pháp đúc:

- Ưu điểm : Đúc được loại phôi phức tạp có đường kính lớn

- Nhược điểm : Tổ chức kim loại đúc kếm, lắm khuyết tật, đòi hỏi kỹ thuật cao

3, Phương pháp rèn :

* Rèn tự do.

Với đầu tư thấp trang thiết bị đơn giản nhưng độ chính xác phụ thuộc vào tay nghề người công nhân thời gian gia công lâu, việc chế tạo rất nhỏ độ chính xác thấp do đó với sản xuất lớn nhỏ chế tạo, khó đáp ứng

+ Ưu điểm :

- Có tính tương đối tốt

- Tổ chức kim loại bền chặt

- Chịu uốn chịu xoắn tốt

+ Nhược điểm :

- Năng xuất không cao

- Tiêu hoa nhiều năng lượng, vật liệu

- Hiệu quả thấp

- Điều kiện lao động cực nhọc, hay bị bấn cứng lớp bỏ mặt, lượng dư lớn

* Phôi rèn khuôn.

Phôi có độ chính xác cao hơn phôi rèn tự do, lượng gia công nhỏ độ bóng cao, hình dáng phôi rèn giống như hình dáng chi tiết như vậy sẽ đạt năng xuất cao hơn, giảm phế phẩm và độ chính xác phôi cao phù hợp với sản xuất lớn những phương pháp này vật liệu chế tạo khuôn phức tạp thiết bị đòi hỏi vốn lớn

+ Rèn trong khuôn kín :

Thường áp dụng cho vật rèn có hình dáng phức tạp và thiết bị.

+ Rèn trong khuôn hở :

Sản phẩm thường rèn từ phôi cán cho độ bóng và độ chính xác cao

4, Dập nóng :

Theo phương pháp này phôi có tính chất cơ tính tốt chế tạo phôi có hình dáng phức tạp

+ Ưu điểm :

- Độ cứng vẫy của máy cao

- Năng xuất cao

- Có thể dập phôi tự động

* Qua các phân tích các phương pháp tạo phôi với loại sản phẩm là trục then hoa lại sản xuất ở dạng hàng loạt vừa, nên chọn phưng pháp cán là phù hợp và tiết kiệm thời gian và nguyên công và các nguyên vật liệu

PHẦN IV :

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG

CHI TIẾT

I- PHÂN TÍCH VIỆC CHON CHUẨN

Việc phân tích chọn chuẩn định vị có ý nghĩa quan trọng nó quyết định tới chất lượng chi tiết gia công do vậy việc chọn chuẩn phải thoả mãn 2 yêu cầu sau :

- Phân bố lượng dư trên toàn chi tiết trong suốt quá trình gia công độ đồng tâm

- Năng xuất giá thành hạ

* Một số nguyên tắc chọn chuẩn :

- Chọn chuẩn xuất phát từ nguyên tắc 6 điểm để không chế tốt bậc tự

do cần thiết tránh hiện tượng siêu định vị

- Chọn chuẩn sao cho không bị lực cắt, lực kẹp làm biến dạng chi tiết quá nhiều

- Chọn chuẩn sao cho thiết kế đồ gá đơn giản thích hợp với loại hình sản xuất đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật đặt ra

1, Chọn chuẩn tinh :

Yêu cầu :

- Phân bố đủ lượng dư cho các bề mặt gia công

- Đảm bảo độ chính xác tương quan giữa các bề mặt

Nguyên tắc :

- Cố ngắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính Thực hiện lời khuyên này sẽ đơn giản hoá quá trình gia công, lắp giáp vì chi tiết có vị trí tương ứng như khi làm việc chọn như vậy để phải gia công thêm chuẩn tinh phụ

- Nếu chọn chuẩn tinh thống nhất trong quá trình gia công chọn như vậy sẽ giảm được chủng loại đồ gá do đó giảm được thời gian thiết kế và chế tạo đồ gá

-Nên chọn chuẩn tinh sao cho trùng chuẩn cao càng tốt

* Phương án 1:

Chuẩn tinh là hai mũi tâm dùng truyền mô men, sơ đò định vị như trên Phương án này khống chế năm bậc tự do chỉ còn duy nhất một bậc tự

do quay quanh ox

-Ưu điểm:

Với chi tiết gá trên hai mũi tâm có thể gia công trên nhiều lần gá, đảm bảo lời khuyên chọn chuẩn tinh thống nhất Ngoài gia còn gia công hầu hết các mặt trụ ngoàI đảm bảo kích thước tốt dù qua nhiều lần gá Chọn chuẩn tinh là mũi tâm có thể sử dụng kiểm tra sửa chữa, gá đặt chi tiết nhanh tróng

-Nhược điểm:

Chọn chuẩn tinh là hai lỗ tâm thì khi gia công lỗ tâm chóng mòn và sinh nhiệt do ma sát sẽ làm biến dạng lỗ tâm, do đó phải sửa lại lỗ tâm khi bị mòn

* Phương án 2:

Chọn chuẩn tinh là hai mặt trụ ngaòi sẽ khống chế được 4 bậc tự do thứ 5 khi cần khống chế mặt bậc của chi tiết Bậc thứ 6 không cần khống chế

- Ưu điểm: Có độ gá đặt cao

* Phương án 3:

ngoài φ25 Bằng

mâm cặp ba chấu tự định tâm và mặt đồng chống tâm Phương án này bị hạn chế bởi sự chính sác của mâm cặp làm giảm độ chính xác tương quan giữa các bề mặt

* Dựa vào các lời khuyên khi chọn chuẩn tinh ta có phương án chọn chuẩn tinh : là phương án 1

2, Chọn chuẩn thô :

Có ý nghĩa quyết định đến quy trình công nghệ nó ảnh hượng tới các nguyên công sau và độ chính xác của chi tiết gia công yêu cầu :

- Đảm bảo phân bố đủ lượng dư cho bề mặt gia công

- Đảm bảo độ chính xác cần thiết về vị trí tương quan giữa các bề mặt gia công và không gia công

* Nguyên tắc:

- Theo một phương kích thước nhất định nếu chi tiết có một bề mặt nào đó làm chuẩn thô

- Ứng với mỗi bậc tự do cần thiết chuẩn thô không được dùng quá một lần trong suốt quá trình gia công chi tiết

- Từ những yêu cầu và lời khuyên trên ta chọn chuẩn thô là mặt trụ ngoài trong đó hai bề mặt bậc trục để lắp ổ bi được chọn làm chuẩn thô vì

ở đây lượng dư bậc trục cần phân bố đều

II- LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ :

1, Trình tự các nguyên công :

Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết ta phải xác định hợp lý tiến trình công nghệ ứng với các bề mặt gia công và căn cứ vào yêu cầu sau :

- Xác định và thực hiện nguyên công chọn chuẩn thô, tính căn cứ vào độ nhẵn bóng và độ chính xác bề mặt mà áp dụng biện pháp gia công lần cuối cho thích hợp

- Đảm bảo chọn chuẩn tinh thống nhất

- Chú ý nguyên công cũng có thể gây phế phẩm

- Cố gắng giảm số lần gá đặt

Như vậy quy trình gia công chi tiết trục then hoa gồm những nguyên công sau :

Nguyên công I :

* Bước1:

Khoả mặt đầu, khoan lỗ tâm, tiện thô Φ32 và Φ22

* Bước2:

Khoả mặt đầu, khoan tâm tiện thô Φ32 và Φ25

Nguyên công II :

Tiện thô Φ25 còn lại

Nguyên công III :

Nhiệt luyện

Nguyên công IV :

Tiện tinh bề mặt Φ25 và Φ32 và vát mép 1×45° Nguyên công V :

Đảo đầu tiện tinh Φ25 vát mép đầu còn lại Nguyên công VI :

Phay then hoa

Nguyên công VII :

Mài ngõng trục Φ25 Nguyên công VIII:

Tiện cắt đứt Φ22

Nguyên công IX :

Tổng kiểm tra.

PHẦN V:

PHÂN PHỐI LƯỢNG DƯ VÀ TRA CHẾ ĐỘ CẮT

A – PHÂN PHỐI LƯỢNG DƯ:

Khi phôi được xác định hợp lý phần lớn phụ thuộc vào việc xác định hợp lý lượng dư gia công Lượng dư hợp lý sẽ góp phần đảm bảo hiệu quả kinh tế, lượng dư lớn sẽ gây tốn vật liệu, hao phí sức lao động tăng thời gian gia công dẫn đến tăng giá thành

- Lượng dư quá nhỏ sẽ không đủ để hớt đi lượng dư sai lệch của phôi

Vì vậy trong quá trình công nghệ phải chia ra nhiều nguyên công nhiều bước để hớt đi hết lớp kim loại của phôi và các nguyên công trước để lại

- Để xác định lượng dư thường áp dụng hai phương pháp là tính toán phân tích và phương pháp thống kê kinh nghiệm, ở đây ta dùng phương pháp thống kê kinh nghhiệm

- Tra bảng (3-14) STCNCTM ta có lượng dư của phôi cán là:

4

,

0

7

,

0

35+−

Φ

* Φ32:

Đạt Φ32−−00,,0205 Tiện thô : Φ35+−00,,47 đến Φ32,80,25 ⇒ 2Zb=2,2

Tiện tinh: Φ32,80,25 đến Φ32−−00,,0205 ⇒ 2Zb=0,8

⇒ Ta có lượng dư tổng cộng 2Z0=3

* Φ25:

Kích thước đạt được sau khi gia công : Φ25k6 Tra bảng (DSLD) ta có:

015 , 0 002 , 0

25++ Φ

- Lượng dư cho nguyên công mài đạt: Φ25++00,,015002 từ Φ25,3−0,084

b

Z

- Lượng dư cho tiện tinh: Φ25,3−0,084 từΦ26,1−0,21 ⇒ 2Zb=0,8

- Lượng dư cho tiện thô:

21 , 0

1 ,

26 −

*Φ22:

- Lượng dư cho tiện thô :

35

Φ đến Φ22 ⇒ 2Zb=13 Vậy ta có bảng phân bố lượng dư:

Lượng dư cho mặt đầu: t = 4 (mm)

B - TÍNH VÀ TRA CHẾ ĐỘ CẮT: