Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành cơ khí chế tạo máy

Quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước đang diễn ra từng ngày từng giờ ở đất nước ta. Để thực hiện tốt mục tiêu đã đề ra để tiến lên công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước trong thời gian ngắn nhất nhà nước ta đang thúc đẩy phát triển một số ngành như công nghệ thông tin, điện tử viễn thông, công nghệ chế tạo máy… Trong đó ngành công nghệ chế tạo máy đóng vai trò quan trọng trong ngành kinh tế quốc dân, cơ khí được ví như là quả tim của ngành công nghiệp nặng và thực tế trong những năm gần đây liên tục xuất hiện các khu công nghiệp vừa và nhỏ được xây dựng và mở rộng trên quy mô cả nước. Việc chế tạo ra một sản phẩm cơ khí có chất lượng cao và giá thành hạ có ý nghĩa rất quan trọng đối với mỗi quốc gia, mỗi vùng lãnh thổ, cũng như các công ty, xí nghiệp. Nó ảnh hưởng đến sự tồn tại và hưng thịnh của các công ty, ở các nước phát triển có nền công nghiệp tiên tiến họ đã tiến hành từ lâu còn ở nước ta hiện vẫn còn rất mới mẻ. Trước yêu cầu đó, với nhiệm vụ thiết kế đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ chế tạo cơ khí mà em được giao nhiệm vụ là: “NGHIÊN CỨU,THIẾT KẾ,QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT NẠNG QUAY TAY LÁI Ô TÔ”. Tức là, giải quyết một bài toán công nghệ để đưa ra phương án gia công tối ưu nhất.Đề tài nghiên cứu có tính chất tổng hợp cao, đòi hỏi phải có kiến thức và khả năng tư duy, tìm tòi học hỏi mới đưa ra được đường lối công nghệ tối ưu và đúng đắn nhất. Trong thời gian làm đề tài được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô trong bộ môn và đặc biệt là Th.s Trương Nguyễn Trung là người trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành đề tài nghiên cứu khoa học này. Do khả năng hiểu biết và kiến thức cũng như kinh nghiệm bản thân của chúng e còn nhiều hạn chế do vậy không thể tránh khỏi các thiếu sót . Chúng e kính mong các thầy cô đóng góp ý kiến, nhận xét và tận tình chỉ bảo để chúng e không bị lúng túng, bỡ ngỡ khi bắt tay vào công việc sau này Em xin chân thành cảm ơn

MỤC LỤC

PHẦN MỞ ĐẦU 4

CHƯƠNG 1 : NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ TẢI 5

5.1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 5

1.1.1 Công dụng 5

1.1.2 Phân loại 5

1.1.3 Yêu cầu 6

1.2 Cấu tạo chung và hoạt động của hệ thống lái đơn giản 7

1.2.1 Cấu tạo chung của hệ thống lái 7

1.2.2 Một số cơ cấu lái thường dùng trên ô tô 8

1.2.3 Cơ cấu dẫn động lái 8

1.3 Các chỉ tiêu đánh giá hệ thống lái 8

1.3.1 Tỷ số truyền 8

1.3.2 Độ rơ vành lái 9

1.3.3 Hiệu suất thuận và hiệu suất nghịch 10

1.4 Hệ thống lái trục vít – êcu bi-thanh răng xe tải KAMAZ 5320 10

1.4.1 Cấu tạo 11

1.4.2 Nguyên lý hoạt động (kèm theo bản vẽ) 11

CHƯƠNG 2: KHÁI QUÁT CÔNG DỤNG CỦA NẠNG QUAY TAY LÁI Ô TÔ 13

2.1 Phân tích chức năng làm việc của chi tiết 13

2.2 Đặc điểm, nguyên lý làm việc của nạng quay tay lái ô tô 13

2.2.1 Đặc điểm 13

2.2.2 Nguyên lý làm việc : 14

2.2.3 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của nạng quay tay lái 15

CHƯƠNG 3 : VẬT LIỆU ,PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI 17

3.1 Chọn dạng sản xuất 17

3.2 Chọn phương pháp chế tạo phôi 20

CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN,THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO NẠNG QUAY TAY LÁI Ô TÔ 23

4.1 Yêu cầu kỹ thuật và biện pháp gia công tinh lần cuối 23

4.1.1 Yêu cầu kỹ thuật : 23

4.1.2 Biện pháp gia công tinh lần cuối : 24

4.2 Chọn chuẩn định vị khi gia công 24

4.3 Thiết kế sơ đồ nguyên công 25

4.3.1 Thiết kế quy trình công nghệ 25

4.3.2 Tính lượng dư gia công và chế độ cắt cho nguyên công tiện trụ ∅ 45 59

CHƯƠNG 5 : TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ GIA CÔNG 67

5.1 Thiết kế đồ gá nguyên công khỏa mặt đầu và khoan tâm 67

5.1.1 Phân tích sơ đồ gá đặt và yêu cầu kỹ thuật 67

5.1.2 Xác định lực kẹp và cơ cấu kẹp 67

5.1.3 Cơ cấu so dao 69

5.1.4 Tính sai số chế tạo đồ gá 69

5.2 Thiết kế đồ gá nguyên công xọc răng 71

5.2.1 Phân tích sơ đồ gá đặt và yêu cầu kỹ thuật 71

5.2.3 Tính sai số chế tạo đồ gá 73

PHẦN KẾT LUẬN 75

PHẦN MỞ ĐẦU

Quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước đang diễn ra từng ngày từng giờ ở đất nước ta Để thực hiện tốt mục tiêu đã đề ra để tiến lên công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước trong thời gian ngắn nhất nhà nước ta đang thúc đẩy phát triển một số ngành như công nghệ thông tin, điện tử viễn thông, công nghệ chế tạo máy…

Trong đó ngành công nghệ chế tạo máy đóng vai trò quan trọng trong ngành kinh tế quốc dân, cơ khí được ví như là quả tim của ngành công nghiệp nặng và thực tế trong những năm gần đây liên tục xuất hiện các khu công nghiệp vừa và nhỏ được xây dựng

và mở rộng trên quy mô cả nước.

Việc chế tạo ra một sản phẩm cơ khí có chất lượng cao và giá thành hạ có ý nghĩa rất quan trọng đối với mỗi quốc gia, mỗi vùng lãnh thổ, cũng như các công ty, xí

nghiệp Nó ảnh hưởng đến sự tồn tại và hưng thịnh của các công ty, ở các nước phát triển có nền công nghiệp tiên tiến họ đã tiến hành từ lâu còn ở nước ta hiện vẫn còn rất mới mẻ.

Trước yêu cầu đó, với nhiệm vụ thiết kế đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ chế tạo

cơ khí mà em được giao nhiệm vụ là: “ NGHIÊN CỨU,THIẾT KẾ,QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT NẠNG QUAY TAY LÁI Ô TÔ ” Tức là, giải

quyết một bài toán công nghệ để đưa ra phương án gia công tối ưu nhất.

Đề tài nghiên cứu có tính chất tổng hợp cao, đòi hỏi phải có kiến thức và khả năng

tư duy, tìm tòi học hỏi mới đưa ra được đường lối công nghệ tối ưu và đúng đắn nhất Trong thời gian làm đề tài được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô trong bộ môn và đặc biệt là Th.s Trương Nguyễn Trung là người trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành đề tài nghiên cứu khoa học này.

Do khả năng hiểu biết và kiến thức cũng như kinh nghiệm bản thân của chúng e còn nhiều hạn chế do vậy không thể tránh khỏi các thiếu sót

Chúng e kính mong các thầy cô đóng góp ý kiến, nhận xét và tận tình chỉ bảo để chúng e không bị lúng túng, bỡ ngỡ khi bắt tay vào công việc sau này

CHƯƠNG 1 : NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ TẢI

5.1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu

1.1.1 Công dụng

Hệ thống lái dùng của ô tô dùng để thay đổi hướng chuyển động nhờ quay các bánh

xe dẫn hướng cũng như để giữ hướng chuyển động thẳng hay chuyển động cong của ô

tô khi cần thiết Có thể thay đổi hướng chuyển động bằng cách :

- Thay đổi phương chuyển động của bánh xe dẫn hướng.

- Thay đổi momen xoắn ở bánh sau chủ động (nối với xe xích).

+ Hệ thống lái với với bánh lái bố trí bên phải dùng cho những nước thừa nhận luật

đi đường theo hướng bên phải

+ Hệ thống lái với với bánh lái bố trí bên phải dùng cho những nước thừa nhận luật

đi đường theo hướng bên trái

+ Hệ thống lái với bánh dẫn hướng ở cầu trước

+ Hệ thống lái với bánh dẫn hướng ở hai cầu

+ Hệ thống lái với bánh dẫn hướng ở tất cả các cầu

+ Hệ thống lái với cơ cấu lái loại trục răng – thanh răng

+ Hệ thống lái với cơ cấu lái loại trục vít con lăn

+ Hệ thống lái với cơ cấu lái loại trục vít – ê cu bi- thanh răng

 Theo kết cấu và nguyên lý làm việc của bộ cường hóa chia ra :

+ Hệ thống lái với bộ cường hóa thủy lực

+ Hệ thống lái với bộ cường hóa khí nén

+ Hệ thống lái với bộ cường hóa bằng điện

+ Hệ thống lái với bộ phận trợ lực kiểu van xoay

+ Hệ thống lái với bộ phận trợ lực kiểu van trượt

1.1.3 Yêu cầu

Hệ thống lái sử dụng trên ô tô cần phải đảm bảo yêu cầu tối thiểu về sự an toàn của

xe và hàng hóa trong quá trình sử dụng và vận chuyển, do đó hệ thống lái phải đảm bảo các yêu cầu sau :

+ Đảm bảo tính năng vận hành cao của ô tô có nghĩa là khả năng quay vòng nhanh

và ngoặt trong một thời gian ngắn trên một diện tích rất bé

+ Lực tác động lên vành tay lái nhẹ,vành tay lái phải nằm ở vị trí tiện lợi đối với người lái để tạo cảm giác thoải mái cho người lái trong quá trình điều khiển

+ Đảm bảo động học quay vòng đúng để trong quá trình quay vòng bánh xe không

bị trượt lết

+ Hệ thống trợ lực phải đảm bảo chính xác, tính chất tùy động đảm bảo phối hợp chặt chẽ của sự tác động của hệ thống lái và sự quay vòng của các bánh xe dẫn hướng.+ Đảm bảo quan hệ quán tính giữa góc quay vành tay lái và góc quay vòng của các bánh xe dẫn hướng

+ Cơ cấu lái phải được đặt ở phần được treo để kết cấu hệ thống treo trước không ảnh hưởng đến tính động học của cơ cấu lái

+ Hệ thống lái phải được bố trí sao cho thuận tiện cho quá trình bảo dưỡng,sửa chữa

1.2 Cấu tạo chung và hoạt động của hệ thống lái đơn giản

1.2.1 Cấu tạo chung của hệ thống lái

Hình 1.1: Hệ thống lái đơn giản 1- Vành tay lái ; 2-Trục lái; 3-Trục vít; 4-Bánh vít; 5-Cam quay bên trái; 6,11,10- Hình thang lái; 7-Đòn quay ngang; 9-Cam quay bên phải; 13-Đòn quay đứng

Cấu tạo chung một hệ thống lái điển hình bao gồm các bộ phận chính sau: Vành lái, trục lái, cơ cấu lái, các đòn dẫn động lái, các bánh xe dẫn hướng

Cấu tạo của hệ thống lái được chia ra hai phần chính: Cơ cấu lái và dẫn động lái Trên các hệ thống lái có trợ lực được bố trí thêm thiết bị trợ lực lái

Cơ cấu lái được xác định bao gồm: Các chi tiết từ vành lái tới hộp giảm tốc của hệ thống lái

Dẫn động lái bao gồm các kết cấu dẫn động nối từ cơ cấu lái tới các bánh xe dẫn hướng và các liên kết giữa hai bánh xe dẫn hướng

Thiết bị trợ lực lái bao gồm: Nguồn năng lượng, van điều khiển, bộ phận chấp hành,các đường dẫn.

Theo sơ đồ của hệ thống lái đơn giản như trên vành tay lái 1 được gắn trên một đầu trục lái 2 Đầu kia có đặt trục vít 3, trục vít 3 ăn khớp với bánh vít 4 Bộ trục vít bánh vít3,4 và vỏ chứa bộ trục vít bánh vít là cơ cấu lái Truyền động lái gồm đòn quay đứng

13, thanh kéo dọc 12, đòn quay ngang 7, hình thang lái gồm 3 thanh 6,10,11 và các cam quay bên trái và bên phải 5,9

Trục lái có nhiệm vụ truyền momen lái từ vành lái xuống cơ cấu lái, kết cấu trục lái đảm bảo tính an toàn khi xe bị đâm trực diện

Cơ cấu lái có nhiệm vụ biến chuyển động quay tròn thành chuyển động góc trong mặt phẳng thẳng đứng của đòn quay đứng và giảm tỷ số truyền theo yêu cầu cần thiết.Dẫn động lái gồm các chức năng : nhận chuyển động từ cơ cấu lái tới các bánh xe dẫn hướng và đảm bảo quan hệ quay của bánh xe dẫn hướng trong và ngoài sao cho không xảy ra hiện tượng trượt bên của tất cả các bánh xe (hạn chế khả năng gây ra mài mòn lốp nhanh ), đồng thời tạo liên kết truyền lực giữa các bánh xe dẫn hướng

1.2.2 Một số cơ cấu lái thường dùng trên ô tô

a Cơ cấu lái kiểu bánh răng thanh răng

b Cơ cấu lái kiểu trục vít con lăn

c Cơ cấu lái kiểu trục vít ê-cu bi thanh răng bánh răng

d Cơ cấu lái kiểu trục vít chốt khớp

1.2.3 Cơ cấu dẫn động lái

a Cơ cấu dẫn động lái dùng đòn kéo giữa

b Cơ cấu dẫn động lái loại thanh răng bánh răng

c Cơ cấu dẫn động loại hình bình hành

d Các chỉ tiêu đánh giá của hệ thống lái

1.3.1 Tỷ số truyền

truyền hệ thống lái lớn thì khả năng giảm nhẹ lực vành tay lái sẽ nhiều nhưng gọc quay vành tay lái sẽ lớn và ngược lại.

Quy định của Quốc tế về lực trên vành lại phải nằm dưới 700N, góc quay vành lái lớn nhất không vượt quá 5 vòng quay vành lái, tính theo các mép biên cuối cùng ở cả 2 bên

1.3.2 Độ rơ vành lái

Độ rơ vành lái là chỉ tiêu an toàn quan trọng, độ rơ vành lái càng nhỏ càng tốt, tuy nhiên điều này khó thực hiện ngay cả khi hệ thống càng mới.Sau thời gian sử dụng các mặt lắp ghép bị mòn sẽ làm tăng độ rơ vành lái, trong quá trình bảo dưỡng sửa chữa cầnđược điều chỉnh hợp lý

Độ rơ vành lái tăng lên trong sử dụng phụ thuộc vào sự mòn của các chi tiết, nhất là

độ mòn của cơ cấu lái Quy luật mòn của cơ cấu lái được thể hiện ở hình sau :

Hình 1.2 : Đồ thị biểu thị quy luật mòn của cơ cấu lái

Theo hình trên, khu vựa giữa (tương ứng với trạng thái xe đi thẳng) là khu vựa mòn nhiều nhất Do vậy các tiêu chuẩn đo độ rơ vành lái yêu cầu xác định tại trạng thái xe đứng yên, hướng đi thẳng.

1.3.3 Hiệu suất thuận và hiệu suất nghịch

Hiệu suất thuận được tính theo khả năng truyền công suất từ vành lái xuống bánh

xe,ngược lại là hiệu suất nghịch

Kết cấu của hệ thống lái cho phép hiệu suất thuận bằng hiệu suất nghịch Một số kết cấu bố trí hiệu suất thuận lớn hơn hiệu suất nghịch nhằm đảm bảo khả năng điều khiển bánh xe từ vành lái được nhẹ nhàng, các va đập từ bánh xe ít bị truyền mạnh lên vành lái

Hiệu suất của hệ thống lái phụ thuộc chủ yếu vào hiệu suất truền của cơ cấu lái Để nâng cao hiệu suất trên ô tô ngày nay sử dụng các kết cấu các tổn hao ma sát trong cơ cấu nhỏ Hiệu suất cơ khí đạt 80%-90%

1.4 Hệ thống lái trục vít – êcu bi-thanh răng xe tải KAMAZ 5320

Sơ đồ bố trí hệ thống lái xe KAMAZ được trình bày như hình vẽ :

Hình 1.3 Sơ đồ hệ thống lái xe tải KAMAZ 5320 1.4.1 Cấu tạo

ăn khớp bởi một cặp bánh răng côn

1.4.2 Nguyên lý hoạt động (kèm theo bản vẽ)

Hoạt động phần cơ khí

Khi người điều khiển tác dụng lực để quay vành tay lái sang phải sẽ tạo ra momen quay truyền qua trục 29 qua cacđăng thứ nhất đến trục 27.

Trục 27 nghiêng một góc so với trục 29 nhằm tạo tư thế cho người lái đồng thời đảm bảo khi tai nạn đâm trực diện trục lái không đâm thẳng vào buồng lái

Qua trục 27 momen được truyền đến cacđăng thứ hai sau đó đến trục của bánh răng côn,qua cặp bánh răng côn momen được thay đổi hướng

Bánh răng côn bị động được nối với trục vít bằng then hoa và được liên kết với vỏ 24 bởi 2 ổ lăn Bánh răng côn quay làm trục vít quay,thông qua các viên bi trong rãnh vít

và rãnh của êcu 14 và pittong 8, việc sử dụng êcu bi sẽ chuyển ma sát trượt thành ma sátlăn,do đó giảm mòn cho các chi tiết Pittong 8 có răng ăn khớp các răng của cung răng 6nhằm chuyển chuyển động tịnh tiến của pittong 8 thành chuyển động quay của cung răng 6 do đó khi pittong 8 tịnh tiến sang phải thì cung răng 6 quay ngược chiều kim đồng hồ Cung răng 6 có liên kết với thanh 9 thuộc hệ thống dẫn động lái, nhờ đó chuyển động được truyền đến bánh xe dẫn hướng làm bánh xe dẫn hướng quay sang phải

Khi người điều khiển tác dụng lực để quay vành tay lái sang trái sẽ tạo ra momen quay truyền qua trục 29 qua cacđăng thứ nhất đến trục 27

Trục 27 nghiêng một góc so với trục 29 nhằm tạo tư thế cho người lái đồng thời đảm bảo khi tai nạn đâm trực diện trục lái không đâm thẳng vào buồng lái

Qua trục 27 momen được truyền đến cacđăng thứ hai sau đó đến trục của bánh răng côn,qua cặp bánh răng côn momen được thay đổi hướng

Bánh răng côn bị động được nối với trục vít bằng then hoa và được liên kết với vỏ 24 bởi 2 ổ lăn Bánh răng côn quay làm trục vít quay, thông qua các viên bi trong rãnh vít

và rãnh của êcu 14 và pittong 8, việc sử dụng êcu bi sẽ chuyển ma sát trượt thành ma sát

răng 6 do đó khi pittong 8 tịnh tiến sang trái thì cung răng 6 quay cùng chiều kim đồng

hồ Cung răng 6 có liên kết với thanh 9 thuộc hệ thống dẫn động lái, nhờ đó chuyển động được truyền đến bánh xe dẫn hướng làm bánh xe dẫn hướng quay sang trái

CHƯƠNG 2: KHÁI QUÁT CÔNG DỤNG CỦA NẠNG QUAY TAY LÁI Ô TÔ

Các chi tiết dạng trục là loại chi tiết được dùng rất phổ biến trong ngành chế tạo máy, chúng có bề mặt cơ bản cần gia công là mặt tròn xoay ngoài Mặt này thường dùnglàm mặt lắp ghép Chi tiết dạng trục thường đưcọ dùng để truyền momen xoắn giữa hai trục song song hoặc vuông góc hoặc tạo với nhau một góc Nhờ truyền động cơ khí giữacác cặp bánh răng, bánh vít, trục vít ăn khớp hay nhờ truyền động đai ma sát… Trong quá trình làm việc trục dễ bị biến dạng do tác dụng của tải trọng và điều kiện làm

việc.Vì vậy, chi tiết phải được gia công chính xác để đảm bảo yêu cầu kĩ thuật đề ra như

độ cứng, xoắn, độ cứng uốn ,độ đồng tâm các bề mặt làm việc của trục cần phải được

gia công chính xác, cơ tính đạt yêu cầu.

Cụ thể chi tiết là nạng quay tay lái ô tô dùng trong cơ cấu thuộc hệ thống lái ô tô

Nạng quay hay còn gọi là trục rẻ quạt, nó đóng một vai trò vô cùng quan trọng trong

việc thay đổi hướng của bánh xe dẫn hướng nhờ sự tác động vào vành tay lái Nó có chức năng nhận chuyển động và truyền chuyển động

- Chức năng nhận chuyển động :

Là bộ phận nhận chuyển động từ sự tác động vào vành tay lái thông qua cơ cấu trục vít – bánh răng côn sẽ truyền lực đến nạng quay tay lái

- Chức năng truyền chuyển động :

Là bộ phận truyền lực và momen từ cơ cấu lái thông qua đòn quay đến bánh xe dẫn hướng

2.2.1 Đặc điểm

Cấu tạo cung răng có thể có dạng răng thường (như một phần của bánh răng trụ) và

có thể là cung răng bên (các răng nằm ở mặt bên của cung) Dạng cụng răng bên có ưu điểm là tiếp xúc trên toàn bộ chiều dài răng nên giảm được ứng suất và hao mòn

Cơ cấu gồm 2 phần: Phần thứ nhất là một khối kim loại có một đường ren rỗng trong

đó Bên ngoài khối kim loại này có một vài răng ăn khớp với một vành răng (có thể dịchchuyển một cánh tay đòn) Vành tay lái được nối với một trục có ren (giống như một cái

ê cu lớn) và ăn khớp với các rãnh ren trên khối kim loại nhờ các viên bi tròn

Khi xoay vành tay lái, ê cu quay theo Đáng lẽ khi vặn chiếc ê cu này nó phải đi sâu vào trong khối kim loại đúng theo nguyên tắc ren nhưng nó đã bị giữ lại nên khối kim loại phải di chuyển ngược lại Một phần mặt ngoài của ê cu có dạng thanh răng ăn khớp với cung răng liền trục làm trục quay (trục bị động) Đầu ngoài của trục bị động có xẻ rảnh then liên kết với đòn quay đứng làm đòn quay đứng quay theo dẫn đến làm chuyển hướng bánh xe chủ động

Hình 2.2: Nguyên lý làm việc của cơ cấu trục vít- êcu bi- thanh răng

Như trên hĩnh vẽ đã thể hiện, chiếc ê cu ăn khớp với khối kim loại nhờ các viên bi tròn.Các bi này có hai tác dụng: một là làm giảm ma sát giữa các chi tiết Thứ 2, nó làm giảm độ rơ của cơ cấu Độ rơ xuất hiện khi đổi chiều tay lái, nếu không có các viên bi, các răng sẽ rời nhau ra trong chốc lát gây nên độ rơ của tay lái

2.2.3 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của nạng quay tay lái.

+ 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

+ Ảnh hưởng đến giá thành sản phẩm

+ Kết cấu chi tiết có cung răng gồm 5 răng

+ Phần cung răng sau khi gia công cấp chính xác 2

+ Profin then hoa là hình tam giác đạt cấp chính xác 8

+ Các bề mặt trục có khả năng gia công được bằng các dao thông thường

+ Kết cấu trục có đường kính các bậc giảm dần về một phía nên thuận lợi cho việc

+ Các bề mặt gia công đều thuậ lợi cho việc ăn dao, thoát dao dễ dàng.

+ Gia công hai lỗ tâm hai đầu trục

+ Sau khi thực hiện xong các nguyên công gia công tiến hành nhiệt luyện chi tiết

để có được độ cứng vững và độ bền cơ học cần thiết để đảm bảo yêu cầu làm việc Cuốicùng ta thực hiện nguyên công mài đạt độ chính xác yêu cầu

Kết luận : Qua phân tích như trên ta thấy kết cấu trục như vậy là hợp lý có thể áp

dụng gia công hoàn toàn bằng phương pháp cơ thông thường với trang thiết bị và điều kiện sẵn có của nhà máy cơ khí

CHƯƠNG 3 : VẬT LIỆU ,PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

 Ý nghĩa của việc xác định dạng sản xuất

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 chế tạo ra sản phẩm để đạt được các tiêu chuẩn kinh tế kĩ thuật

Các yếu tố đặc trưng của dạng sản xuất là :

Tùy theo sản lượng hàng năm và mức độ ổn định của sản phẩm, người ta chia ra làm 3 dạng sản xuất sau đây :

theo chu kỳ )

chuyên môn hóa cao, trang thiết bị dụng cụ chuyên dùng )

Việc xác định dạng sản xuất có ý nghĩa rất quan trọng, dạng sản xuất ảnh hưởng trựctiếp đến việc quyết định đầu tư trang thiết bị máy móc,nhân lực, mặt bằng sản xuất,…Với dạng sản xuất loạt lớn cho phép vốn đầu tư vào trang thiết bị máy móc hiện đại,chuyên dùng, tố chức sản xuất theo dây chuyền

Với dạng sản xuất đơn chiếc loạt nhỏ thì không nên đầu tư trang thiết bị máy móc

mà nên tận dụng nhưng cái đã có sẵn để sản xuất

Dựa vào đó ta lập được quy trình công nghệ gia công chi tiết hợp lý nhằm đạt hiệu quả kinh tế cao

 Sản lượng cơ khí

 Sản lượng cơ khí hàng năm được xác định theo công thức (Sách Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy, trang 12, CT 2) :

Trong đó : Ni : Số chi tiết được sản xuất trong một năm

100

i

N       

 Xác định khối lượng chi tiết

Khối lượng của chi tiết được tính theo công thức (Sách Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy, trang 12, CT 2) :

Ta có : V V V  1 2  V3 V4  V5

Trong đó

1 1 1

Tra bảng [2] – TKĐACNCTM ta xác định được dạng sản xuất là hàng khối

Kết luận : Vì là dạng sản xuất hàng khối nên khi thiết kế quy trình công nghệ ta phải

phân tích thật kỹ, để gia công đạt năng suất cao ta phải chọn máy chuyên dùng hoặc đồ

gá chuyên dùng trên máy vạn năng

- Phôi được xác định theo kết cấu của chi tiết, vật liệu, điều kiện, dạng sản xuất cụ

thể của từng nhà máy, xí nghiệp

- Chọn phôi tức là chọn phương pháp chế tạo xác định lượng dư, kích thước và

dung sai của phôi

- Việc xác định phương pháp tạo phôi hợp lý sẽ đảm bảo tốt yêu cầu kỹ thuật của

chi tiết, kích thước của phôi phải đảm bảo đủ lượng dư cho quá trình gia công Hình dạng của phôi càng giống hình dạng của chi tiết bao nhiêu thì càng giảm được lượng dư gia công, tăng năng suất , giảm giá thành sản phẩm

- Việc tạo phôi phù hợp với việc chế tạo chi tiết trước hết phải căn cứ vào các yêu

cầu sau :

+ Vật liệu và cơ tính mà chi tiết đòi hỏi

+ Hình dáng kết cấu và kích thước của chi tiết gia công

+ Dạng sản xuất cụ thể + Khả năng đạt độ chính xác gia công

+ Điều kiện cụ thể của cơ sở sản xuất

Với chi tiết gia công là chi tiết trục vật liệu là 40X có độ dẻo dai cao, độ cứng khi chưa nhiệt luyện thấp rất thích hợp chế tạo phôi bằng phương pháp dập, cán Đặc biệt sửdụng phương pháp này cho chất lượng phôi và cơ tính tốt nên ta sử dụng phương pháp cán để chế tạo phôi

+ Việc chọn phôi để chế tạo trục phụ thuộc vào hình dáng ,kết cấu và sản lượng

của loại trục đó Ví dụ đối với trục trơn thì tốt nhất dùng phôi thanh Với trục bậc có đường kính chênh nhau không lớn lắm dùng phôi cán nóng

Trong sản xuất nhỏ và đơn chiếc phôi của trục được chế tạo bằng rèn tự do hoặc rèn

tự do trong khuôn đơn giản ,đôi khi có thể dùng phôi cán nóng Phôi của loại trục lớn được chế tạo bằng cách rèn tự do hoặc hàn ghép từng phần

Trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối phôi của trục được chế tạo bằng dập nóngtrên máy dập hoặc ép trên máy ép, với trục bậc có thể rèn trên máy rèn ngang và cũng

có thể chế tạo bằng phương pháp đúc

Đối với chi tiết trục ta không nên chọn phôi là phôi đúc vì phôi đúc cho chất lượng

bề mặt không tốt với lại chi tiết đúc thường có cơ tính không cao Chúng ta có thể chọn phôi dập với độ chính xác có thể chấp nhận được nhưng nhược 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 đảm bảo được những tiêu chuẩn như: hình dáng phôi gần với chi tiết gia công, lượng dư hợp lí, có thể sản xuất phôi hàng loạt,…

CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN,THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO

NẠNG QUAY TAY LÁI Ô TÔ

4.1.1 Yêu cầu kỹ thuật :

+ Chi tiết gia công là trục bậc có profin của then hoa là hình hình tam giác dùng đểtruyền chuyển động, nó chịu momen xoắn và momen uốn Vì vậy cần phải đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật sau :

- Vật liệu chế tạo : Thép 40X

- Độ cứng HRC cổ trục sau phục hồi ( không cần qua nhiệt luyện ) : 56 – 62 HRC

- Độ bóng cổ trục đạt 8

- Độ chính xác sau khi gia công đạt cấp chính xác 2

năng chịu mòn, có góp phần làm giảm rung động nên được sử dụng nhiều trong chế tạo máy

- Trong quá trình làm việc chi tiết chủ yếu chịu nén, uốn nên sử dụng thép 40X là phù hợp

- Độ không đồng tâm giữa các lỗ tâm không quá 0,02mm

- Độ không vuông góc giữa các mặt đầu và tâm lỗ không vượt quá 0,02mm trên

4.1.2 Biện pháp gia công tinh lần cuối :

Dựa và điều kiện làm việc và yêu cầu về độ chính xác của tùng bề mặt ta chọn phương pháp gia công lần cuối như sau :

+ Các bề mặt đầu do yêu cầu về độ chính xác và độ bóng không cao nên ta chọn

phương pháp gia công lần cuối là tiện tinh

+ Bề mặt trụ ngoài 45 đạt độ bóng 7,8 đạt được bằng phương pháp mài

+ Bề mặt then hoa đạt cấp chính xác 8 bằng phương pháp phay.

+ Để đảm bảo độ vuông góc giữa đường tâm lỗ và mặt đầu ta tiến hành tiện thô và tiện tinh trên máy tiện một lần gá

+ Bề mặt răng ngoài được thực hiện trên máy bào.

+ Bề mặt răng trong được thực hiện trên máy phay chuyên dùng

+ Các bề mặt còn lại chọn phương pháp tiện tinh.

Chọn chuẩn là một việc làm có ý nghĩa rất lớn trong việc thiết kế quy trình công nghệ Chọn chuẩn là xác định vị trí tương quan giữa dụng cụ cắt với bề mặt gia công Chọn chuẩn hợp lý sẽ bảo đảm 2 yêu cầu sau :

- Đảm bảo chất lượng sản phẩm ổn định trong suốt quá trình gia công

- Nâng cao năng suất và hạ giá thành sản phẩm

Xuất phát từ 2 yêu cầu trên ta cần chọn chuẩn như sau :

+ Chọn chuẩn phải xuất phát từ 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 trường hợp thiếu hoặc siêu định vị và trong một số trường hợp thiếu định vị khi không cần thiết

+ Chọn chuẩn sao cho lực cắt,lực kẹp không làm biến dạng, cong vênh chi tiết, đồ

gá nhưng đồng thời lực kẹp phải nhỏ để giảm nhẹ sức lao động cho công nhân

+ Chọn chuẩn sao cho kết cấu đồ gá đơn giản, sử dụng thuận lợi và thích hợp với từng loại sản xuất nhất định

 Chọn chuẩn tinh

Khi chọn chuẩn tinh phải thõa mãn 2 yêu cầu sau :

+ Phải đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan giữa các mặt gia công với nhau.+ Đảm bảo phân bố đủ lượng dư cho các bề mặt gia công

Xuất phát từ 2 yêu cầu trên ta cần chọn chuẩn tinh như sau :

+ Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính

+ Chọn chuẩn sao cho có tính trùng chuẩn càng cao càng tốt

thì chủng loại đồ gá sử dụng trong quy trình công nghệ ít đi và giảm được sai số phát sinh trong quá trình công nghệ

Trình tự nguyên công

- Nguyên công 1 : Khỏa mặt đầu và khoan 2 lỗ tâm

Nguyên công 1: Khỏa 2mặt đầu và khoan 2lỗ tâm

- Nguyên công 2 : Tiện thô,tiện tinh nửa trục và tiện ren

Nguyên công 2:Tiện thô, tiên tinhnửa trụcNguyên công 2:Tiện thô, tiên tinhnửa trục

- Nguyên công 3 : Tiện thô,tiện tinh nửa trục còn lại

Nguyên công 2:Tiện thô, tiên tinhnửa trục

Nguyên công 3:Tiện thô, tiện tinh nửatrục còn lại và tiện ren

- Nguyên công 5: Xọc biên dạng răng

- Nguyên công 6: Phay then

- Nguyên công 8: Nhiệt luyện

4.3.1 Thiết kế quy trình công nghệ

Phôi được làm sạch cắt bỏ ba via, kiểm tra kích thước và chất lượng phôi, loại bỏ các chi tiết không đạt yêu cầu, những chi tiết đạt yêu cầu được chuyển sang gia công cơ.

a Nguyên công 1: Khỏa mặt đầu và khoan 2 lỗ tâm

- Dùng mặt trên làm chuẩn đặt trên khía phiến tỳ hạn chế 4 bậc tự do

Dùng mặt trụ đặt trên 2 khối V ngắn hạn chế 4 bậc tự do

- Bước 3: Khoan tâm

- Cơ cấu kẹp : Bu lông –Đai ốcCơ cấu kẹp :bu lông−đai ốc

- Chọn dao: tra b4.94 tr376 ST1 [2] chọn dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp

kim cứng T15K6

D = 75 (mm) B = 40 (mm) d = 32 (mm) z = 10 (răng)

- Mũi khoan tâm d = 7

- Chọn máy: tra b25tr183 [1] chọn máy Khoan khỏa mặt đầu MP-71M

+ Số vòng quay trục chính (vòng/phút): 125-175-250-350-500-712

+ Bước tiến bàn máy (mm/phút): 20-36-66-120-220-400

+ Công suất: P = 7 (Kw)

 Phay thô mặt đầu.

- Tra lượng chay dao: tra b5.125 tr113 ST2 [2]

- Công suất cắt: tra b5.130 tr118 ST2 [2]

Vậy máy làm việc an toàn

- Thời gian gia công cơ bản:

L+ L

L = 45 (mm)

L1=√t ( D−t)+2=√2 (75−2)+2=14,1 (mm)

 Phay tinh mặt đáy.

- Tra lượng chay dao: tra b5.125 tr113 ST2 [2]

- Công suất cắt: tra b5.130 tr118 ST2 [2]

Vậy máy làm việc an toàn

- Thời gian gia công cơ bản:

Vậy máy làm việc an toàn.

- Thời gian gia công cơ bản:

T0=L+ L1 +¿L2

S n .60=

10+9+20,03.712.60=60(s)¿

Bảng 4.1: Bảng chế độ cắt của n/c khoan khỏa mặt đầu

Khoa

n tâm

71M

Phay

tinh

T15K8

phút)

V (m/

phút)

S (mm/

- Chuẩn định vị:

- Chi tiết được định vị trên 2 mũi tm hạn chế 5 bậc tự do

Một đầu chi tiết được gắn tốc kẹp truyền momen

- Bước 7: Tiện thô bánh răng

- Bước 8: Tiện tinh bánh răng

Chọn dao: tra b4.6 tr297 ST1 [2] chọn dao tiện ngoài thân cong gắn mảnh hợp kim cứng T15K6 H = 25 B = 16 L = 140 n = 7 l = 16 R = 1

+ Đường kính lớn nhất của chi tiết gia công: 400

+ Chiều dài lớn nhất của chi tiết gia công: 1330

+ Số vòng quay trục chính (vòng/phút): 160-200-250-315-400-500-635-800-1000-1270-1600-2000

12,5-16-20-25-30-40-50-65-80-100-125-+ Bước tiến bàn máy (mm/vòng):

Dọc 0,30-0,34-0,39-0,43-0,47-0,52-0,57-0,61-0,7-0,78-0,95-1,04-1,14-1,21-1,40-1,56-1,74-1,9-2,08-2,28-2,41-2,8-3,12-3,8-4,16

0,07-0,074-0,084-0,097-0,11-0,12-0,13-0,14-0,15-0,17-0,195-0,23-0,26-0,28-Ngang: 0,15-0,17-0,185-0,215-0,235-0,26-0,285-0,305-0,35-0,39-0.475-0,502-0,57-0,605-0,7-

0,035-0,037-0,042-0,0485-0,055-0,06-0,065-0,07-0,075-0,0975-0,125-0,13- Lượng dư gia công

 Tiện trụ ∅ 45 :

 Tiện trụ ∅ 42:

 Tiện trụ ∅ 35 :

 Tiện bánh răng :

k2 = 0,92: Hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng chính.

Vậy máy làm việc an toàn

- Thời gian gia công cơ bản:

T0=L+ L1

S n .60=

189+20,15.2000.60=38,2(s)

Vậy máy làm việc an toàn.

- Thời gian gia công cơ bản:

T0=L+ L1

S n .60=

25+20,43.1000.60=3,8(s)

Vậy máy làm việc an toàn.

- Thời gian gia công cơ bản:

T0=L+ L1

S n .60=

25+20,15.2000.60=5,4(s)

L = 25 (mm)

 Tiện thô bánh răng.

- Tra lượng chay dao: tra b5.60 tr52 ST2 [2]

- Tốc độ cắt: tra b5.64 tr56 ST2 [2]

Vậy máy làm việc an toàn.

- Thời gian gia công cơ bản:

T0=L+ L1

S n .60=

39+20,7.315.60=11,2(s)

L = 39 (mm)

 Tiện tinh bánh răng.

- Tra lượng chay dao: tra b5.62 tr54 ST2 [2]

Vậy máy làm việc an toàn.

- Thời gian gia công cơ bản:

T0=L+ L1

S n .60=

39+20,15.800.60=20,5(s)