thiết kế quy trình gia công đĩa xích

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG ĐĨA XÍCHPHẦN I PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG 1.1 Phân tích chức năng, điều kiện làm việc và đặc điểm kết cấu - Chi tiết gia công là đĩa xích, chi tiết

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

LỜI NÓI ĐẦU Trong công cuộc công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước, ngành cơ khí có một vai trò hết sức quan trọng: Phục vụ cho sự phát triển của các ngành khác trong quá trình sản xuất Trong đó, ngành Chế tạo máy đóng một vai trò then chốt bảo đảm cho việc thiết kế, chế tạo, tạo ra những sản phẩm đảm bảo cả tính kỹ thuật và kinh tế.

Cùng với sự phát triển của các ngành kinh tế quốc dân và sự phát triển của Khoa học -Kỹ thuật ngày càng cao thì theo đó ngành chế tạo máy cũng cần có một

sự phát triển thật đúng mức, để làm sao đáp ứng được chỉ tiêu cuối cùng là: Sản phẩm sản xuất ra đảm bảo cả tính kỹ thuật, kinh tế, chất lượng sản phẩm ngày càng được tăng cao và giá hợp lý.

Trong quá trình học tập môn học: “Công nghệ chế tạo máy”, em đã đựoc giao

đề tài thiết kế đồ án môn học với nội dung: “Thiết kế quy trình công nghệ gia công đĩa xích”.

Trong quá trình thiết kế em đã được ôn lại những kiến thức mà mình đã học trong quá trình học tập các môn học khác và học thêm được nhiều điều mới, điều em thu được lớn nhất là học được cách thiết kế quy trình công nghệ gia công một chi tiết

và tìm ra được những phương án khác nhau trong quá trình thiết kế để cuối cùng tìm được những phương án thiết kế tối ưu nhất.

Do kiến thức có hạn và chưa nhiều kiến thức thực tế nên đồ án của em còn nhiều hạn chế, em kính mong thầy cô trong bộ môn giúp đỡ em để em có những phương án lựa chọn tốt nhất và tránh được những thiếu sót khi làm việc sau này.

Em xin chân thành cảm ơn thầy cô trong bộ môn đã giúp đỡ em trong quá

trình thực hiện đồ án, đặc biệt là Thầy: Dương Trọng Đại đã trực tiếp hướng dẫn và

giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.

Em xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, ngày 26 tháng 3 năm 2012.

Sinh viên thiết kế

Đoàn Văn Quân

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I: Sổ tay Công nghệ chế tạo máy, Tập 1

II: Sổ tay Công nghệ chế tạo máy, Tập

Tập 1,2 Chủ biên: GS.TS Nguyễn Đắc Lộc - Nxb Khoa học & Kỹ Thuật, Hà Nội 2003 III: Sổ tay gia công cơ

Chủ biên: PGS.TS Trần Văn Địch – Nxb Khoa học & Kỹ thuật,

Hà Nội 2003

IV: Thiết kế đồ án Công nghệ chế tạo máy

Tác giả: GS.TS Trần Văn Địch - Nxb Khoa học & Kỹ thuật,

Hà Nội 2004

V: Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy

Chủ biên: GS.TS Nguyễn Đắc Lộc - Nxb Khoa học & Kỹ Thuật, Hà Nội 2004

VI: Sổ tay dụng cụ cắt và dụng cụ phụ

Tác giả: GS.TS Trần Văn Địch - Nxb Khoa học & Kỹ Thuật, Hà Nội 2004

VII: Dung sai và lắp ghép

Tác giả : PGS.TS Ninh Đức Tốn – Nxb Giáo dục 2004

VIII: ATLAS đồ gá

Tác giả: GS.TS Trần Văn Địch-Nxb Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội 2006

IX: Sổ tay nhiệt luyện

Người dịch: Đặng Lê Toàn, Tạ Anh Tuấn, Lê Ngọc Thức, Hà Kim Thành, Nguyễn Dư – Nxb Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội 1971

X: Hỏi đáp về nhiệt luyện

Người dịch: Hà Kim Thành, Tạ Anh Tuấn – Nxb Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội 1977 XI: Đồ gá trên máy cắt Kim loại, Tập 2

Tác giả: Hà Văn Vui, Nguyễn Văn Long – Nxb Khoa học và Kỹ Thuật, Hà Nội 1987

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG ĐĨA XÍCH

PHẦN I PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG

1.1 Phân tích chức năng, điều kiện làm việc và đặc điểm kết cấu

- Chi tiết gia công là đĩa xích, chi tiết thuộc họ chi tiết dạng đĩa, những bề mặt yêu cầu gia công đó là: Mặt lỗ, mặt trụ ngoài,mặt trụ trong, mặt đầu và mặt răng

-Đĩa xích được dùng trong truyền động xích: Truyền động xích là loại truyền động bằng ăn khớp gián tiếp, được dùng để truyền động giữa các trục xa nhau Dùng truyền động xích có thể là giảm tốc hoặc tăng tốc, tuy nhiên truyền động xich đòi hỏi chế tạo và chăm sóc phức tạp, làm việc có va đập, chóng mòn nhất là khi bôi trơn không tốt và môi trường làm việc nhiều bụi

-Khi làm việc chủ yếu răng đĩa xích bị mòn

-Đĩa xích chế tạo với yêu cầu: Vật liệu Thép 20X, thấm than đạt độ cứng từ 46

÷ 52 HRC

-Thành phần Thép 20X

20X 0.17÷0.25 0.17÷0.37 0.5÷0.8 ≤0.04 ≤0.04 0.7÷1 ≤0.4

1.2 Phân tích yêu cầu kỹ thuật và chọn phương pháp gia công tinh lần cuối *)Yêu cầu kỹ thuật

- Đảm bảo độ đồng tâm giữa mặt lỗ và mặt trụ ngoài

- Độ không vuông góc gữa mặt đầu với đường tâm lỗ nằm trong khoảng

0.01÷ 0.05 mm trên 100mm đường kính

-Độ đảo giữa các bề mặt Ø65 và Ø52 không lớn hơn 0.02mm

-Vật liệu Thép 20X hàm lượng Cacbon ít nên chi tiết cần được thấm than với độ sâu 1.2 ÷ 1.4 mm và nhiệt luyện để đảm bảo độ bền, độ cứng khi làm việc

*) Phưong pháp gia công tinh lần cuối

Khi gia công đưa các kích thước theo cấp chính xác kinh tế.

-Các mặt đầu yêu cầu độ nhám cấp 5 (Rz20) gia công bằng phương pháp tiện bán tinh

- Lỗ Φ50 vói yêu cầu cấp chính xác 7, độ nhám cấp 6 (Ra2.5) gia công bằng phương pháp chuốt

-Các mặt trụ ngoài Ø65, Ø114 yêu cầu độ nhám cấp 6 (Ra2.5) gia công bằng phương pháp tiện tinh

-Các rãnh giữa các dãy răng đĩa xích yêu cầu độ nhám cấp 5(Rz20) gia công bằng phương pháp tiện bán tinh (Tiện rãnh)

- Bề mặt răng yêu cầu độ nhám cấp 5( Rz20) gia công bằng phương pháp phay -Rãnh then yêu cầu độ nhám cấp 5 (Rz20) gia công bằng phương pháp phay

- Các lỗ ren M3 được gia công tuần tự theo các bước: Khoan – Ta rô

Sau khi gia công xong tất cả các bề mặt đưa chi tiết vào thấm than sau đó nhiệt luyện để đạt độ thấm tôi, độ bền, độ cứng yêu cầu

1.3 Các biện pháp công nghệ để đạt được các yêu cầu kỹ thuật quan trọng.

- Lỗ Φ50 vói yêu cầu cấp chính xác 7, độ nhám cấp 6 (Ra2.5) gia công bằng phương pháp chuốt

-Các mặt trụ ngoài Ø65, Ø114 yêu cầu độ nhám cấp 6 (Ra2.5) gia công bằng phương pháp tiện tinh

-Các rãnh giữa các dãy răng đĩa xích yêu cầu độ nhám cấp 5(Rz20) gia công bằng phương pháp tiện bán tinh (Tiện rãnh)

- Bề mặt răng yêu cầu độ nhám cấp 5( Rz20) gia công bằng phương pháp phay

Sau khi gia công đưa chi tiết vào thấm than sau đó nhiệt luyện để đạt độ thấm tôi, độ bền, độ cứng 46 ÷ 52 HRC

1.4 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu.

Đĩa xích cũng như mọi chi tiết khác, kết cấu của chúng trực tiếp ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng gia công, ảnh hưởng đến độ bền khi làm việc

Với chi tiết như trên hình dạng lỗ thông và các lỗ ren đều được cấu tạo đơn giản nên việc gia công khá thuận lợi, không cần dùng đến các máy tự động hay máy rêvônve mà chỉ cần sử dụng các máy vạn năng thông thường

Mặt trụ ngoài và mặt bậc phân bố theo một phía nên thuận lợi cho quá trình

gá đặt và gia công

Các rãnh giữa các dãy của đĩa xích đơn giản thuận tiện cho quá trình gia công

và thoát phoi

Kết luận: Kết cấu như vậy đã hợp lý và không cần sửa đổi

PHẦN II XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

Trong chế tạo máy ngưòi ta phân biệt ba dạng sản xuất như sau:

-Sản xuất đơn chiếc

- Sản xuất hang loạt (hang loạt lớn, hang loạt vừa và hang loạt nhỏ)

-Sản xuất hang khối

Mỗi dạng sản xuất có những đặc điểm riêng phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau Tiến hành xác định dạng sản xuất như sau:

+)Xác định sản lượng hàng năm









 +











 +

=

100

1 100 1

1

β α

m N N

(Chi tiết/năm) Trong đó:

N: Số chi tiết được sản xuất trong một năm

N1: Số sản phẩm (số máy) được sản xuất trong một năm,

N =14000 (chi tiết/ năm)

m: Số chi tiết trong một sản phẩm, m = 1

α, β: Hệ số % dự phòng hư hỏng do chế tạo, vận chuyển, lắp đặt,

bảo quản… α = β = 3%

15000 100

3 1 100

3 1 1









 +











 +

=

N

(Chi tiết/ năm) +)Xác định khối lượng của chi tiết

G=V.γ (kg)

Trong đó:

G: Khối lượng của chi tiết (kg)

V: Thể tích của chi tiết (dm3)

γ :Trọng lượng riêng của vật liệu Với thép 20X có γ =7.856 (kg/dm3)

1 Xác định thể tích của chi tiết:

V =V1+V2−V3

V1: Thể tích phần trụ có đường kính Ø114.

V2: Thể tích phần trụ có đường kính Ø65

V2: Thể tích phần trụ rỗng có đường kính Ø52

Ø52 Ø65

Hình 1: Sơ đồ phân tích thể tích vật thể

4 .26,63 271675,53( ) 0,27( )

114 14 ,

4 .29,37 97409,28( ) 0,1( )

65 14 ,

4 .56 118867,84( ) 0,12( )

52 14 ,

⇒V =0.27+0.1−0.12=0.25(dm3)

⇒G=0,25.7,856≈1,96(kg)

Với N =15000 (Chi tiết/ năm), G = 1,96 (kg) Tra bảng 2- IV dạng sản xuất là hàng loạt lớn

PHẦN III CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

3.1 Cơ sở chọn phôi

Với vật liệu chi tiết gia công là thép 20X, khối lượng chi tiết gia công, G=1,96(kg),dạng sản xuất là hàng loạt lớn, kết cấu của chi tiết đơn giản, vậy chọn phương pháp chế tạo phôi là phương pháp rèn

Ưu điểm chính của phương pháp rèn đó là: Khi gia công chi tiết là thép chúng có

tổ chức chặt mịn và có cơ tính cao

Có hai phương pháp rèn:

+) Rèn tự do

-Ưu diểm: Trang thiết bị đơn giản, giá thành hạ

- Nhược điểm: Độ chính xác không cao và phụ thuộc vào tay nghề công nhân, thời gian gia công lâu, chỉ thích hợp với sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ

+) Rèn trên máy ( Rèn trong khuôn)

1 Ưu điểm: phôi có độ chính xác cao hơn nhiều so với phôi rèn tự do, lượng dư gia công nhỏ, độ bóng cao, hình dáng phôi gần giống hình dáng chi tiết gia công, nâng cao được năng suất và giảm được phế phẩm Thích hợp với sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối

Có hai hình thức rèn trong khuôn:

-Rèn trong khuôn hở: Rèn được sản phẩm có độ phức tạp cao, tạo ra phôi có độ bong và độ chính xác cao

- Rèn trong khuôn kín: Vật rèn có hình dáng phức tạp hơn trong khuôn hở nhưng trang thiết bị lại đắt tiền hơn

3.1 Chọn phương pháp chế tạo phôi

Dựa vào độ phức tạp của chi tiết và so sánh các pương án trên chọn phương pháp chế tạo phôi là rèn trong khuôn hở

Quá trình rèn được tiến hành qua hai bước sau:

Bước 1: Chồn để tạo ra các bậc của phôi, là phẳng các mặt đầu, nâng cao cơ tính theo hướng kính và hướng tiếp tuyến của vật thể

Bước 2: Đột lỗ để tạo ra lỗ của chi tiết

Các nguyên công rèn được tiến hành trên các máy rèn ngang

Q

Q Q

Ø69+1.7-0.9

(Ø65)

Ø118.2+1.7-0.9

(Ø114)

Ø47+1.7-0.9

(Ø52)

Bản vẽ vật rèn

PHẦN IV

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

4.1 Chọn chuẩn

*)Yêu cầu chung của việc chọn chuẩn

- Bảo đảm chất lượng của sản phẩm ổn định trong suốt quá trình gia công

- Nâng cao năng suất, hạ giá thành

*) Lời khuyên khi chọn chuẩn

- Chọn chuẩn phải tuân thủ theo nguyên tắc 6 điểm khi định vị để khống chế hết số bậc tự do cần thiết một cách hợp lý nhất Tuyệt đối tránh hiện tượng thiếu và siêu định

vị, trong một số trường hợp là thừa định vị một cách không cần thiết

- Chọn chuẩn sao cho lực cắt, lực kẹp không làm cho chi tiết bị biến dạng cong vênh, đồng thời lực kẹp phải nhỏ để giảm sức lao động cho công nhân

- Chọn chuẩn sao cho kết cấu đồ gá đơn giản, gọn nhẹ sử dụng thuận lợi và thích hợp với từng loại hình nhất định

a Chọn chuẩn tinh

+) Yêu cầu:

- Bảo đảm độ chính xác vị trí tương quan giữa các mặt gia công với nhau

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

+) Lời khuyên:

- Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính

- Cố gắng chọn chuẩn sao cho tính trùng chuẩn càng cao càng tốt

- Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh thống nhất

Dựa vào hình dáng chi tiết gia công, dựa vào lời khuyên và yêu cầu khi chọn chuẩn tinh ta có các phương án lựa chọn chuẩn tinh như sau:

*) Phương án 1: Chuẩn tinh là bề mặt lỗ kết hợp với bề mặt đầu

Các trường hợp gá kẹp và định vị như ở hình vẽ sau:

Là lỗ Ø52 kết hợp với mặt đầu phía bề mặt trụ lớn của chi tiết ( Hình H1)

Là lỗ Ø52 kết hợp với mặt đầu phía bề mặt trụ nhỏ của chi tiết ( Hình H2)

H3

Hình 3: Phương án chuẩn tinh thứ nhất

+) Ưu điểm:

- Chuẩn tinh ở đây là chuẩn tinh chính cũng chính là chuẩn tinh thống nhất

- Kết cấu đồ gá đơn giản

+) Nhược điểm:

- Đồ gá phức tạp hơn khi kẹp trên mâm cặp

- Phải chế tạo thêm các bậc trục để khống chế bậc tự do mặt đầu

*) Phương án 2: Chuẩn tinh là mặt trụ ngoài kết hợp với mặt đầu

Hình 4: Phương án chọn chuẩn tinh thứ hai

Phương án chọn chuẩn tinh này cũng có hai phương pháp gá kẹp và định vị như hình H1: là bề mặt trụ lớn kết hợp với mặt đầu và hình H2 là bề mặt trụ nhỏ kết hợp với mặt đầu của chi tiết

+) Ưu điểm: Đồ gá và việc gá đặt đơn giản

+) Nhược điểm: Không gian gia công hẹp hơn phương án 1

Kết luận: So sánh hai phương án thấy phương án 1 có nhiều ưu điểm hơn nên lựa chọn phương án này làm phương án chuẩn tinh

b) Chọn chuẩn thô

+) Yêu cầu:

- Đảm bảovị trí tương quan chính xác giữa các bề mặt gia công với các bề mặt không gia công

- Phân phối đầy đủ lượng dư cho các bề mặt sẽ gia công

+) Lời khuyên:

mặt không gia công thì nên chọn bề mặt nào yêu cầu độ chính xác về vị trí tương qyan so với các bề mặt gia công là cao nhất làm chuẩn thô

- Theo một phương kích thước nhất định, nếu trên chi tiết gia công có tất cả các

bề mặt đều gia công thì nên chọn bề mặt phôi của bề mặt nào yêu cầu lượng dư nhỏ và đồng đều nhất làm chuẩn thô

- Nếu có nhiều bề mặt đủ tiêu chuẩn làm chuẩn thô thì nên chọn bề mặt bằng phẳng trơn chu nhất làm chuẩn thô

- Ứng với một bậc tự do cần thiết thì chuẩn thô chỉ được chọn và sử dụng không quá một lần trong cả quá trình gia công Nếu vi phạm lời khuyên này thì gọi là phạm chuẩn thô, nếu phạm chuẩn thô thì sẽ làm cho sai số về vị trí tương quan giữa các bề mặt gia công với nhau là rất lớn

Dựa vào chuẩn tinh đã chọn và dựa vào hình dáng của phôi có các phương án chọn chuận thô như sau:

*) Phương án 1: Chuẩn thô là bề mặt trụ nhỏ kết hợp với mặt đầu của chi tiết

Hình 5: Phương án chọn chuẩn thô thứ nhất

+) Ưu điểm:

- Đồ gá và việc gá đặt đơn giản, dễ thực hiện

- Đảm bảo gia công chính xác chuẩn tinh vì là chuẩn tinh chính

- Đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan giữa các bề mặt gia công của chi tiết

+) Nhược điểm:

Do phôi rèn trong khuôn nên bề mặt bị cong gây khó khăn trong việc định vị

*) Phương án 2: Chuẩn thô là bề mặt trụ lớn kết hợp với mặt đầu

Hình 6: Phương án chuẩn thô thứ hai.

+) Ưu điểm: Đồ gá đơn giản và việc gá đặt dễ dàng

+) Nhược điểm: Do phôi phần này cong hơn phần nhỏ vì nó nằm ngoài khuôn tạo phôi do đó mà việc định vị khó khăn hơn phương án 1

Kết luận: So sánh hai phương án thấy phương án 1 có nhiều ưu điểm hơn nên chọn phương án 1 làm phương án chuẩn thô

4.2 Lập thứ tự nguyên công