Trục giữa xe đạp

+ Đây là chi tiết dạng trục. + Truc giữa xe đạp được lắp ở giữa khung xe đạp , hai đầu lắp với hai đùi xe có lắp bàn đạp . Đùi xe bên phải có liền với với đĩa xích để lắp xích .

LỜI NÓI ĐẦU

Công nghệ chế tạo máy là một ngành then chốt, nó đóng vai trò quyết dịnh trong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước Nhiệm vụ của công nghệ chế tạo máy là chế tạo ra các sản phẩm cơ khí cho mọi lĩnh vực của nghành kinh tế quốc dân, việc phát triển ngành công nghệ chế tạo máy đang là mối quan tâm đặc biệt của Đảng và nhà nước ta

Hiện nay trong các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi kĩ sư cơ khí và cán bộ kĩ thuật cơ khí được đào tạo ra phải có kiến thức cơ bản tương đối rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất

Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng trong chương trình đào tạo kĩ sư và cán bộ kĩ thuật về thiết kế, chế tạo các loại máy và các thiết bị cơ khí phục vụ các ngành kinh tế như công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, điện lực vv

Để giúp cho sinh viên nắm vững được các kiến thức cơ bản của môn học và giúp cho họ làm quen với nhiệm vụ thiết kế, trong chương trình đào tạo, đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là môn học không thể thiếu được của sinh viên chuyên ngành chế tạo máy khi kết thúc môn học

Sau một thời gian tìm hiểu và với sự chỉ bảo nhiệt tình của thầy giáoNguyễn Viết Tiếp đến nay em đã hoàn thành đồ án môn học công nghệ chế tạo máy Trong quá trình thiết kế và tính toán tất nhiên sẽ có những sai sót do thiếu thực tế và kinh nghiệm thiết kế, em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo trong bộ môn công nghệ chế tạo máy và sự đóng góp ý kiến của các bạn để lần thiết kế sau và trong thực tế sau này được hoàn thiện hơn

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY 1 Phân tích chức năng, điều kiện làm việc của chi tiết :

+ Đây là chi tiết dạng trục.

+ Truc giữa xe đạp được lắp ở giữa khung xe đạp , hai đầu lắp với hai đùi xe có lắp bàn đạp Đùi xe bên phải có liền với với đĩa xích để lắp xích Khi hai chân người đạp vào bàn đạp thì qua đùi xe sẽ tạo được một ngẫu lực trên trục , ngấu lực này xẽ truyền vào đĩa xích , qua xích , líp được lắp ỏ trục sau sẽ tạo được một mô men xoắn trên trục sau , do đó làm bánh xe quay và xe chuyển động - Đường kính hai đoạn lắp ổ lăn là ỉ16,7

-0.18

- Dầu ngắn (28mm) lắp với đùi xe đạp - Đầu dài (32mm) lắp với đùi và đĩa xích của xe đạp + Điều kiện làm việc của trục :

- Chịu lực kéo nén dọc là rất nhỏ - Chịu mômen xoắn lớn

+ Điều kiện kỹ thuật :

- Đường kính cổ trục lắp ổ lăn CCX 8, độ nhẵn bóng cấp 8 (Ra = 0,32 )

- Độ nhám mặt đầu và các cổ trục đạt Rz40.- Dung sai chiều dài các cổ trục: 0,05 ÷ 0,2 mm.- Độ đảo các cổ trục lắp ổ lăn không lớn hơn 0,02 mm.- Độ không đồng tâm của hai đoạn trục lắp ổ lăn không lớn hơn

0,02 mm

σb = 140 kg/mm2.1

σch = 86 kg/mm2.2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết :

Trục giũa xe đạp có kêt cấu đối sứng, chỉ có lắp chốt (goi là đinh cavét) là không đối sứng

Quan trong nhất trong kết cấu của trục giữa xe đạp là :+ Hai rãnh lắp chốt phải đảm bảo độ song song là 0,05mm Điều đó cho hai

đũi xe không bị lệch nhau

+ Đương kính các cổ trục giảm dần về hai phía.+ Do tỉ số L/D = 138/16 < 10 nên trục đảm bảo độ cứng vững.

+ Trục phải qua giai đoạn nhiệt luyện để tăng khả năng chịu kéo, chịu xoắn trong quá trình làm việc Do trục ngắn ( 138 mm ), đương kính nhỏ nên khả năng biến dạng sau nhiệt luyện là ít

V là thể tích của chi tiết.

( )3

3 2

277,0

2773216

.1384

dm

mm V

=

=≈π

Vậy Q1 = 7,852.0,277 = 0,22 kg.Tra bảng 2 [

I]

với :Q

1 = 0,22 kg

⇒ Sản xuất loạt vừa

4 Chọn phương pháp chế tạo phôi :

4.1 Xác định phương pháp chế tạo phôi :Loại phôi được xác định theo kết cấu của chi tiết, vật liệu, điều kiện, dạng sản xuất và điều kiện sản xuất cụ thể của từng nhà máy

Với chi tiết dạng trục, đường kính các đoạn trục nhỏ, chênh lệch đường kính không nhiều, vật liệu là thép C40, sản xuất loạt vừa nên ta sử dụng phôi Dập nóng

Kim loại biến dang trong khuôn , gia công trên cá máy dập , máy rèn đứng hay ngang … Sản phẩm có độ chính xác cao (lượng dư gia công nhỏ ) Năng suất cao hơn nhiều so với các phương pháp khác lên nó dùng cho sản xuất hàng loạt

5 Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết :

5.1 Xác định đường lối công nghệ :Trong sản xuất loạt vừa, để đạt năng suất cao trong điều kiện sản xuất ở nước ta thì đường lối công nghệ là phân tán nguyên công Khi đó sẽ có ít bước công nghệ hơn trong mỗi nguyên công Dùng máy vạn năng kết hợp với các đồ gá chuyên dùng và các máy chuyên dùng.5.2 Chọn phương pháp gia công :

- Ta có các đoạn, ỉ22góc lượn R6 và đoạn giưa trục ỉ16,7 có cấp chính xác 12, không yêu cầu về độ bóng , do đó ta không cần phải gia công vì nguyên công (dập nóng ) đã đạt độ chính xác cấp 9 đến 11

- Hai mật đầu có Rz20 chỉ cần phay thô là đạt

- Đoạn đầu trục ỉ16,7-0.18 có cấp chính xác 12

- Đoạn đầu trục ỉ16-0.058 có cấp chính xác 10 Do đó hai đoạn trên chỉ cần tiên thô là được

- Đoạn đầu trục ỉ16,7-0,18 yêu cầu độ bóng Ra=1,25

- Đoạn ỉ16-0,058 yêu cầu độ bóng Ra = 0,5

- Góc lượn R4,5 yêu cầu độ bóng Ra = 0,32Vì vậy ba đoạn trên ta cần phải gia công tinh là mài thì mới đạt yêu cầu

Về độ bóng trước đó là tiên thô Góc lươn R4,5 tiên định hình

- Hai rãnh then gia công bằng phay định hình ,yêu cầu độ bóng là Ra =1,6 nên ở đậy là phay tinh

Trên cơ sở phân tích như trên ta lập thứ tự các nguyên công như sau

1. Dập nóng

2. U kiểm tra

3. Khoả mặt đầu và khoan tâm

4. Tiện thô đầu 1

5. Tiện thô đầu 2

6. Phay rãnh 1

7. Phay rãnh 2

8. Nhiêt luyện

9. Mài đoạn ỉ16-0,058 đầu 1

10. Mài đoạn ỉ16-0,058đầu 2

11. Mài đoạn ỉ16,7-0,18 đầu 1

12. Mài đoạn ỉ16,7-0,18 đầu 2

13. Mạ và kiểm tra 14 Bao gói

B Thiết kế cụ thể cho các nguyên công

Nguyên công1: Dập nóng

- Được thực hiên trên máy búa Kim loại được nung nóng và được cho vào máy búa để dập Khuôn dập được thiết kế định hình chi tiết gia công cộng thêm lượng dư của dập nóng

Nguyên công2 : ủ và kiển tra trước khi gia công

- Sau khi chế tạo phôi song đem ủ rồi kiểm tra sem phôi nào đạt yêu cầu thi đem ra công

Nguyên công3 : Khoả mặt đầu và khoan tâm

- Định vị : Trục được định vị hạn chế 4 bậc tự do trên khối V dài , một mặt khối V tỳ vào bậc của trục định vị 1 một bậc tự do

S

1 1

S

1

n n

1

W W

- Kẹp chặt : Dùng cơ cấu kẹp chặt bằng ren Hai thanh kẹp được

bắt với một thanh ren và đai ốc rồi kẹp chặt chi tiết từ trên xuống

- Chọn máy : Tra bảng 25/trang 119 [1] ta chọn được máy phay và máy khoan tâm bán tự động như sau MP – 71M với các thông số như sau

 Máy Phay : Các thông số như sau

- Đường kính gia công : 25-125mm

- Chiều dài chi tiết gia công : 200 – 500mm

- Giới hạn chay dao của dao phay :20- 400 (mm/phút )

- Số cấp tấc độ của dao phay là : 6

- Giới hạn số vòng quay của dao phay là : 125-712(vg/phút)

- Công suất động cơ là 7,5 kw

 Máy khoan

- số cấp tấc độ của máy khoan là :6

- Giới han số vòng quay của máy khoan là 238 – 1125 (vg/phút )

- Giới hạn chay dao là : 20-300(mm/phút )

- Công suất động cơ là 2,2 (kw)

 Chon dao : + Dao phay :Chon dao phay mặt đầu có gắn mảnh hợp kim cứng T15K6 Kích thước dao phay như sau theo bảng (4-91/trang374[II] ) :

- D/Z = 80/5

- d(H7) = 30mm

- B = 39mm + Dao Khoan : chon mũi khoan ruột gà Có kich thước như sau

3

11,5 28

n S

1

n

+ Định vị : chi tiết được định vị bằng hai mũi tâm hạn chế 5 bậc tự do và dùng tốc truyền để truyền chuyển động quay cho phôi

- tịnh tiến theo Ox, Oy, Oz.- Quay theo Oy, Oz

- Quá trình gia công hoàn thành sau hai lần gá phôi để gia công hai đầu

+ Chọn máy :

Với điều kiện sản xuất cuả Việt Nam, và kích thước của phôi ta chọn máy tiện vạn năng T616 có :

- Đường kính phôi lớn nhất Dmax = 230 mm

- Khoảng cách hai đầu tâm : L =750 mm

- Chiều dài lớn nhất tiện được : lmax = 700 mm

- Tốc kẹp đường kính lớn nhất dmax = 220 mm.Công suất động cơ : P = 4,5 KW

+ Chọn dao : Tra bảng 4- 3/trang192 [II] ta chọn dao tiện có gắn mảnh hợp kim cứng T15K6 kích thước của dao như sau

- Đường kính d :d = 2-9mm

- Chiều dài : L = 120 – 280mm

- Chiều dài phần làm việc : l = 55- 120 mm

Nguyên công 5 : Tiện thô đầu 2

- Vì trục có kết cấu đối sứng do vậy tiện thô dầu 2 ta chỉ việc đổi đầu chi tiết sau khi thực hiện nguyên công 4 rồi gia cộng như nguyên công 4

- Do đó các cơ cấu định vị và kẹp chặt , máy và dao và các chế độ cắt cũng như gia công nguyên công 4

Nguyên cộng 6 : Phay rãnh 1

- Định vị : Trục được định vị 4 bậc tự do trên khối V dài, phương của lực kẹp vuông góc với mặt định vị

W W

9 12

+ Chọn máy : tra bảng 19/trang117 [I] ta chọn máy phay 6H82Các thông số kỹ thuật của máy như sau

- Khoảng cách từ mặt đầu dao tới bàn máy a : 50-350mm.

- Kích thước bàn máy : 200 x 800 mm

- Số cấp chạy dao 12

- Giới hạn số vòng quay : 50 – 2240 (vg/ph)

- Giới hạn chạy dao : 9 – 400 mm/ph

- Công suất động cơ : 3 Kw

- Kích thước bàn máy 1720 – 1750 mm+ Chọn dao chọ dao phay định hình 3 mặt có gắâymnhr hợp kim T15K6 Kích thước dao như sau :

D/Z = 60/16B = 12mm

Nguyên công 7 : Phay rãnh 2.

W W

9

12

tỳ phụ

- Đinh vị và kẹp chặt cũng giống như trên nhưng thêm một chốt tỳ

chống soay vào bề mặt rãnh 1 đã gia công.- Chọn máy và dao: dùng máy và dao của nguyên công phay rãnh 1

8 Nhiệt luyện: Chi tiết trước khi đem gia công tinh cần phải đem đi

nhiệt luyện

9 Mài đoạn φ 16 - 0,058 đầu 1.

- Đinh vị: Bằng hai mũi tâm hai đầu - Kẹp chặt: Dùng tốc tuyền của mài - Chọn máy : Tra bảng 10/ trang 113 [1] ta chọn máy mài 3A110 có công suất 1,5kw Đường kính đá mài là : D = 250mm

- Chọn dao: Tra bảng 5 – 204/ trang 182 chọn đá mài có chiều dày < 32mm, loại đá HH, vật liệu mài là 4A Kích thước đá mài như sau: H = 30 (mm)

D = 80 (mm)d = 20 (mm)

10 Mài đoạn φ 16 - 0,058 đầu 2.

- Sau khi mài xong nguyên công 9 ta tháo chi tiết ra rồi đảo đầu lại rồi mài giống như nguyên công 9 do 2 đầu trục đối cứng với nhau

- Do đó các cơ cấu định vị và kẹp chặt , máy, dao và chế độ cắt cũng như nguyên công 9

11 Mài đoạn φ 16,7 - 0,18 đầu 1.

- Định vị và kẹp chặt giống nguyên công mài ở trên

- Máy mài cũng giống như mài ở nguyên công trước

- Chọn dao: Tra bảng 5 – 204/ trang 182 chọn đá mài có chiều dày < 32mm, loại đá HH,vật liệu mài là 4A Kích thước đá mài như sau

H = 12 (mm)D = 50 (mm)d = 10(mm)

12 Mài đoạn φ 16,7 - 0,18 đầu 2.

- Sau khi mài xong nguyên công 11 ta tháo chi tiết ra rồi đảo đầu lại rồi mài giống như nguyên công 11 do 2 đầu đối trục xứng với nhau

- Do đó các cơ cấu định vị và kẹp chặt, máy, dao và chế độ cắt cũng như nguyên công 11

13 Kiểm tra

W W

Ta kiểm tra yêu cầu kĩ thuật quan trọng nhất của trục xe đạp là độ

không song song của 2 rãnh không được vượt quá 0,05 - Định vị bằng khối V dài, đồng thời dùng tì phụ tì lên mặt rãnh 1

- Kẹp chặt Vẫn dùng cơ cấu kẹp bằng ren những lưc kẹp nhỏ hơn - Để kiểm tra độ không song song ta dùng đồng hồ đo chạy ngang rãnh 2 để đo Độ không song song giữa 2 rãnh chính là chỉ số cao nhất của đồng hồ

- Ngoài ra ta kiểm tra độ đảo của hai vị trí lắp ổ bi so với tâm trục < 0,05 - Để kiểm tra độ đảo mặt lăn bi ta dùng đồng hồ đo đặt đầu kim đồng hồ lên mặt lăn bi và quay tròn phôi độ không đồng tâm giưa mặt lăn bi với tâm trục là chỉ số cao nhất của đồng hồ

14 Bao gói

- Nguyên công cuối cùng là đóng gói những chi tiết đạt yêu cầu

VII Tra lương dư gia công

- Lượng dư của phôi dập nóng: Tra bảng 3-9/ trang 102 [I1] ta có lượng dư của phôi dập nóng là : 2,9(mm) + 0,1 (mm) ( thuộc nhóm thứ nhất)

- Lượng dư của 2 nguyên công mài : Tra bảng 3-122/ trang 267 ta có lượng dư của 2 nguyên công mài là : 2a = 0,3 (mm) ( lượng dư 2 phía )

- Lượng dư của các nguyên công tiện thô: + Đoạn φ 16-0,058: Bằng lượng dư của nguyên công dập nóng trừ đi lượng dư của nguyên công mài : 2,9 – a = 2,9 – 0,3/2 = 2,75(mm)

+ Đoạn φ 16,7-0,18: Tương tự trên : 2,9 – a = 2,9 – 0,3/2 = 2,75 (mm)

+ Các đoạn còn lại không gia công tinh nên lượng dư bằng lượng dư của nguyên công dập nóng

Với D/Z = 80/5.- Tốc độ cắt tính toán : Vt = bb.k1.k2.k3.Trong đó :

+ K1 = 0,9 : hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công + K2 = 0,75 : Hệ số phụ thuộc vào trạng tháu bề mặt

+K3 = 1 : hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao.Vậy : vt = 340.0,9.0,75.1 = 229,5 ( vòng/ phút) = 57,7 (m/ phút) - Số vòng quay tính toán của trục chính là :

nt = 229,5 ( vòng/ phút) - Ta chọn số vòng quay theo máy : nm = 200 ( vòng/ phút ) Do đó tốc độ cắt thực tế sẽ là :

vtt = π D.nm/1000 = 50,27 (m/ phút) - Lượng chạy dao theo phút là : sản phẩm = Z.Sz.nm = 5.0,1.200 = 100 (mm/ phút)

- Lấy theo máy : Sm = 100 (mm / phút) - Thời gian gia công:

T0 = (L+L1 +L2) / (s.n).Với :

S =0,5 (mm/ vòng) L = 16 + 2.2,9 = 21,8 (mm)

L1 =

) ( 30 2 ) 9 , 2 80 ( , 2 2 )

L2 = 3,2 (mm) T0 = (21,8 + 30 + 3,2) / (0,5.200) = 0,55 ( phút) B Khoan tâm :

- Chiều sâu cắt : t = d/2 = 2,5/2 = 1,25 (mm).- Lượng chạy dao : S = 0,05 (mm/ vòng) (Bảng 5-127/ trang 115 [I2])- Ta chọn số vòng quay theo máy : nm = 500 ( vòng/ phút) Do đó tốc độ cắt thực tế sẽ là :

vtt = π D nm / 1000 = π.12.500/ 1000 = 18,8 (mm/ phút ) - Y: Sp = 0,05.500 = 25 ( mm/ phút).

- Thời gian gia công: T0 = ( L + L1) / (S.n) Với :

L = 3,3mmL1 = (d/2).c.tgα + 1 = 2,5/2).2 tg60 +1 = 5,3mmT0 = (3,3 + 5,3)/ (0,05.500) = 0,34 (phút)

Vậy thời gian nguyên công khoả đầu khoan tâm là : T0 = 0,55 + 0,34 = 0,89 phút

2 Tiện thô các đoạn trục : a Đoạn 1: φ 16-0,058

- Chiều sâu cắt lấy bằng lượng dư : t = 2,75 (mm)

- Lượng chạy dao : S = 0,4 (mm/ vòng) (Bảng 5-60/ trang 52 [I2])Tốc độ cắt tra bảng : vb = 144 (m / phút) ( Bảng 5-63/ trang 5 [I2])- Tốc độ cắt tính toán : vt = vb.k1.k2.k3

Trong đó : +k1 = 0,9 : hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công +k2 = 0,75 : hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt

+ k3 = 1 : hệ số phụ thuộc vào buổi bền n của dao Vậy : vt = 144.0,9.0,75.1 = 97,2 (m/phút)

- Số vòng quay tính toán của trục chính là : nt = 1000.vt/ (π.D) = 1000.97,2/(π.16) = 1933,7 ( vòng/ phút)

- Ta chọn số vòng quay theo máy : nm = 1750 (vòng/ phút) Do đó tốc độ cắt thực tế sẽ là :

vtt = π.D.nm/1000 = π.16.175/1000 = 88(m/ phút) - sản phẩm = S.nm =

0,4.1750 = 700(mm/ phút)- Thời gian gia công: T0 = (L + L1) / (S.n)Với :

L = 28mmL1 = t/tgϕ +1 = 2,75/tg60 +1 = 2,6mmT0 = (28 + 2,6)/(0,4.1750) = 0,04 (phút) b Đoạn 1: φ 16,7-0,18

- Chiều sâu cắt lấy bằng lượng dư : t = 2,75 (mm) - Lượng chạy dao : S= 0,4 (mm/ vòng) (Bảng 5-60/ tràn 52 [I2])- Tốc độ cắt tra bảng : vb = 144 (m/ phút) (Bảng 5-63/ trang [I2])- Tốc độ cắt tính toán : vt = vb.k1 k2.k3

Trong đó : +k1 = 0,9: hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công.+k2 = 0,75 : hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt

+k3 =1 : hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao Vậy : vt = 144.0,9.0,75.1 = 97,2 (m/ phút) - Số vòng quay tính toán cuả trục chính là : nt = 1000.vt/ (π.D) = 1000.97,2/(π.16) = 1933,7 ( vòng/ phút)

- Ta chọn so=ó vòng quay theo máy :nm = 1750 ( vòng/ phút) Do đó tốc độ cắt thực tế sẽ là :

vtt = π D.nm / 1000 = π.16.1750/1000 = 88 (m/ phút) - Sản phẩm = S.nm = 0,4.1750 = 700 (mm / phút) - Thời gian gia công: T0 = (L + L) / (S.n)

Với : L = 8mmL1= 3mm- T0 = (8+3) / (0,4.1750) = 0,02 (phút) c Đoạn định hình chỗ lăn bi R4,5.-Chiều sâu cắt lấy bằng lượng dư: t = 2,75 (mm) - Lượng chạy dao : S = 0,03 (mm/ vòng) Bảng 5-60/ trang 52 [I2]) với chiều rộng dao B = 8 mm

- Tốc độ cắt tra bảng : vb = 144 (m/ phút) (Bảng 5-63/ trang 5 [I2]).- Tốc độ cắt tính toán : vt = vb k1 k2.k3

Trong đó : +k1 = 0,9 : hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công + k2= 0,75: hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt

+ k3=1 : hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao Vậy : v1 = 144.0.9.0,75.1 = 97,2 (m/ phút) - Số vòng quay tính toán của trục chính là : nt = 1000v./ (π.D) = 1000.97.2/ (π.16) = 1933,7 (vòng/ phút)