thiết kế qui trình công nghệ gia công chi tiết vỏ hộp GIẢM tốc CHỐT HÀNH TINH

Để hệ thống lại các kiến thức đã tiếp thu đợc trong quá trình học và thực hành tại trờng và bớc đầu áp dụng lý thuyết vào thực tế cũng nh tính sáng tạo của mỗi cá nhân vào sản xuất, đồng

Lời nói đầu

Trong giai đoạn hiện nay cả nớc ta đang bớc vào công cuộc công nghiệp hoá

và hiện đại hóa Nói nh vậy là chúng ta đã phần nào hình dung đợc vai trò quan trọng của ngành công nghiệp và đặc biệt là ngành cơ khí trong tiến trình phát triển

ấy

Với đòi hỏi rất lớn về cả số lợng và chất lợng thì việc phát huy nội lực trong nứơc là rất cần thiết Bên cạnh đội ngũ những chuyên viên, những kỹ s giỏi chúng ta còn cần một số lợng rất lớn những công nhân kỹ thuật cao để trực tiếp tạo ra những sản phẩm có chất lợng tốt

Để hệ thống lại các kiến thức đã tiếp thu đợc trong quá trình học và thực hành tại trờng và bớc đầu áp dụng lý thuyết vào thực tế cũng nh tính sáng tạo của mỗi cá nhân vào sản xuất, đồng thời chuẩn bị tốt cho việc làm đồ án tốt nghiệp ra trờng trong lần làm đồ án này em đợc nhận đề tài thiết kế qui trình công nghệ gia công chi tiết vỏ hộp giảm tốc chốt - hành tinh,"gồm phần thân và phần nắp" đảm bảo điều kiện kỹ thuật, với điều kiện gia công các máy truyền thống

Trong quá trình làm đồ án em đã nhận đợc sự giúp đỡ rất lớn của nhà trờng, của các thầy cô trong khoa, th viện nhà trờng Qua đây em xin chân thành gửi lời cảm ơn tới các thầy cô trong khoa cơ khí, và đặc biệt là thầy nguyễn xuÂn chung ngời đã tận tình hớng dẫn em trong suốt quá trình thiết kế đồ án em rất

mong muốn sẽ mãi đợc sự chỉ bảo của các thầy cô để em ngày càng tiến bộ hơn và vững bớc sau khi ra trờng, để đạt đợc kết quả tốt khi ra ngoài công tác

Dù đã rất cố gắng trong quá trình hoàn thành làm đồ án, nhng với vốn kiến thức còn hạn chế và quá trình tìm hiểu áp dụng thực tế cha đợc nhiều, nên chắc chắn

đề tài của em không tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong quý thầy cô và các bạn

đóng góp ý kiến để đề tài của em đợc hoàn thiện hơn

Sinh viên: Hoàng văn Tâm

Nhận xét của giáo viên hớng dẫn

Hà Nội, Ngày Tháng 03 năm 2012 Giáo viên hớng dẫn: Nhận xét của hội đồng bảo vệ

………

………

………

Chữ ký :

Phần I:

Phân tích chức năng làm việc của chi tiết

Hộp giảm tốc chốt - hành tinh là bộ phận quan trọng trong cơ cấu truyền động, nó

đợc ứng dụng trong hệ thống truyền động của hộp số, dùng để thay đổi tốc độ từ động cơ đến bộ phận công tác và là một bộ phận quan trọng của vỏ hộp giảm tốc Đây là một chi tiết bao gồm các thành mỏng và các gân trợ lực, trong thân còn có các lỗ ống

Nó có tác dụng bao ngoài của hộp tốc độ, để đảm bảo an toàn cho các chi tiết máy nhtrục và bánh răng đợc lắp trong nó, đồng thời có tác dụng ngăn không cho bụi bám vào

và dầu mỡ bắn ra trong quá trình làm việc

Chi tiết có các bề mặt quan trọng khi gia công đòi hỏi phải có độ chính xác cao để

đảm bảo điều kiện làm việc của chi tiết

- Các lỗ ỉ150, ỉ180 cần gia công đảm bảo kích thớc độ dài và kích thớc đờng kính, và dung sai cho phép để đảm bảo lắp ghép.

- Các lỗ ỉ430, ỉ360, ỉ320, ỉ290, ỉ250, ỉ152, ỉ112, ỉ 80 cần gia công đảm bảo gia công đờng kính có độ chính xác cao để đảm bảo vị trí tơng quan khi lắp các chi tiết khác lên nó

- Bề mặt đáy cũng rất quan trọng cần đợc gia công chính xác, vì nó đợc dùng làm chuẩn định vị trong quá trình gia công và là bề mặt lắp ráp thân hộp lên máy

- Khi gia công cần đảm bảo độ đồng tâm giữa các lỗ ỉ80, ỉ112, ỉ150, ỉ152, ỉ180, ỉ246, ỉ290, ỉ316, ỉ366, và độ song song tâm các lỗ với mặt đáy

- Chi tiết đợc làm bằng vật liệu GX15-32, độ cứng HB190 Thành phần hoá học: C

%(3,2ữ3,8); Si%(2,4ữ2,7); Mn%(0,5ữ0,8); 0,65≥ P%; 0,05≥ Cr%, 0, 5≥ Ni% So với thép gang xám có độ bền thấp hơn, là vật liệu giòn dễ vỡ khi bị va đập mạnh nên không thể gia công áp lực đợc, tuy nhiên gang xám có khả năng chịu nén tốt có khả năng chịu

mài mòn tốt, dễ đúc và dễ gia công cắt gọt, do có graphít nên có khả năng dập tắt nhanh các rung động trong quá trình gia công.

Phần II:

Phân tích tính công nghệ của chi tiết

Tính công nghệ trong kết cấu của hộp giảm tốc hành tinh không quá phức tạp, tuy nhiên

do kích thớc của hộp khá lớn nên phải gia công trên các máy có công suất lớn, các nguyên công chủ yếu đợc gia công trên các máy phay, tiện, khoan

Khi tính toán thiết kế và chế tạo cần đặc biệt chú ý đến độ dầy của đế hộp, thành hộp, các ngân trợ lực để đảm bảo cho quá trình gia công và làm việc hộp không bị biến dạng

Hộp giảm tốc có thành hộp chủ yếu là các thành mỏng do đó khối lợng không quá lớn, nên thành hộp đợc tăng cứng bởi các ngân trợ lực, nên hộp có khối lợng không lớn

điều đó đã tiết kiệm đợc vật liệu khi chế tạo

Với chi tiết này kết cấu đơn giản nên thuận lợi cho quá trình gia công, thoát dao dễ dàng

Bề mặt đáy làm chuẩn có đủ diện tích nhất định, cho phép thực hiện nhiều nguyên công khi dùng bề đó làm chuẩn tinh thống nhất và cho phép thực hiện gá đặt nhanh

Khoan 4 lỗ ở bề mặt đáy, dùng 2 lỗ chéo làm chuẩn thống nhất để thực hiện các nguyên công tiếp theo, để đảm bảo độ chính xác về vị trí tơng quan giữa các bề mặt

Phần III:

Xác định dạng sản xuất:

I Xác định khối lợng của chi tiết một cách tơng đối ta có:

2

220 150

Xác định phơng pháp chế tạo phôi

Vật liệu để chế tạo phôi là GX 15-32

Việc chế tạo phôi bằng phơng pháp đúc đợc sử dụng rộng rãi hiện nay vì phơng pháp đúc có thể tạo ra các phôi có hình dạng, kết cấu phức tạp và có thể đạt kích thớc từ nhỏ tới lớn mà các phơng pháp khác nh : rèn, dập khó đạt đợc Tuỳ thuộc vào phơng pháp

đúc và cách làm khuôn mà ngời ta có thể tạo ra phôi có độ chính xác khác nhau Đúc có rất nhiều phơng pháp khác nhau

Đúc bằng mẫu chảy: Đặc điểm của phơng pháp này là phôi có lợng d nhỏ, nếu bề mặt không cần độ bóng cao lắm thì chỉ cần đúc là có thể đạt Tuy nhiên gía thành để chế tạo khuôn rất đắt và nh vậy phôi tạo ra bằng phơng pháp đúc có gía thành cao nên chỉ áp dụng trong chờng hợp phôi cần đúc có kết cấu phức tạp mà các phơng pháp khác không làm đợc

Đúc bằng khuôn kim loại: Đặc điểm của phơng pháp này là lợng d gia công nhỏ, tiết kiệm đợc nguyên liệu và thời gian gia công Phôi có độ chính xác tơng đối cao, nhng giá thành chế tạo khuôn lớn nên chỉ phù hợp với dạng sản xuất loạt lớn.

Đúc bằng khuôn cát mẫu gỗ: Đây là phơng pháp đợc áp dụng rộng rãi trong thực tế sản xuất, phù hợp với các chi tiết có khối lợng nhỏ và dạng sản xuất loạt vừa và loạt nhỏ Với phơng pháp này để đảm bảo độ chính xác cho phôi thì mẫu phải đợc chế tạo chính xác và hòm khuôn phải đợc cố định Để khắc phục đợc nhợc điểm về mặt năng xuất ta có thể làm khuôn bằng máy Phơng pháp này đợc sử dụng phổ biến hơn vì giá thành tạo khuôn rẻ có thể đảm bảo độ chính xác của chi tiết vì trong quá trình làm phôi vừa đảm bảo tính đồng nhất của khuôn giảm sai số do quá trình làm khuôn gây ra

Với dạng sản xuất là hàng khối ta chọn phơng pháp chế tạo phôi đúc trong khuôn cát dùng mẫu kim loại, làm khuôn bằng máy đạt độ chính xác và năng sất cao, lợng d gia công cắt gọt nhỏ

Nếu ta sử dụng phôi hàn có khả năng rút ngắn đợc thời gian chuẩn bị phôi, đạt hiệu quả kinh tế cao Tuy nhiên dùng phôi hàn thờng gặp khó khăn khi khử ứng suất d.

Phôi dập chỉ đợc dùng đối với các chi tiết hộp nhỏ có hình thù không phức tạp

• Một chi tiết có nhiều phơng án gia công mỗi phơng án có một u nhựơc

điểm nhất định Khi gia công chi tiết Hộp Giảm Tốc Hành Tinh cũng có nhiều

ph-ơng án

 Bề mặt đáy yêu cầu độ nhám bề mặt là Rz20 dùng làm chuẩn định vị và

là chuẩn tinh chính cho các nguyên công sau nên chọn phơng pháp gia công là phay

 Các bề mặt đầu của hộp yêu cầu độ nhám bề mặt là Ra2,5 nên chọn phơng pháp tiện thô, tiện tinh

 Các lỗ suốt bên trong hộp yêu cầu Ra2,5 nên chọn phơng pháp tiện thô, tiện tinh

 4 lỗ 24 chọn phơng pháp gia công khoan và khoét

 10 lỗ M10 chọn phơng pháp gia công là khoan và tarô ren.

 4lỗ M16 chọn phơng pháp gia công là khoan và tarô ren

 2 lỗ M10 chọn phơng pháp gia công là khoan và tarô ren

B Thứ tự nguyên công:

• Nguyên công I : Đúc phôi

• Nguyên công II : Phay mặt đáy

• Nguyên công III : Khoan, khoét 4 lỗ  24 và phay mặt trên của đáy

• Nguyên công VI : Khoan và tarô 10 lỗ M16

• Nguyên công VII : Khoan và tarô 4 lỗ M10

• Nguyên công VIII : Khoan và tarô 4 lỗ M16

I Nguyên công I: Đúc chi tiết

Yêu cầu kỹ thuật của phôi khi đúc ra :

1 Chi tiết đúc phải cân đối về hình dạng không bị nứt rỗ , cong vênh

2 Phôi không đợc sai lệch hình dáng quá phạm vi cho phép

3 Đảm bảo kích thớc của bản vẽ

4 Vật liệu đồng đều không chứa những tạp chất

5 Đúc song ủ để giảm độ cứng của lớp vỏ ngoài phôi

II Nguyên công II: Phay mặt phẳng đáy.

 Định vị: Chi tiết đợc định vị 6 bậc tự do.

Mặt trên của đáy (Mặt A) hạn chế 3 bậc tự do.

Mặt bên của đáy (Mặt B) hạn chế 2 bậc tự do

Mặt bên còn lai (Mặt C) hạn chế 1 bậc tự do

Lực kẹp đặt vuông góc với mặt phẳng đáy bằng bu lông

chọn máy phay đứng 6H10 với các thông số

công suất 2.8KW

khoảng cách từ trục tới bàn máy 50 -350

số cấp chạy dao 12

III Nguyên công III: Khoan, khoét 4 lỗ 24 và phay mặt trên của đáy

 Định vị: Chi tiết đợc định vị 6 bậc tự do.

Mặt trên của đáy (Mặt A) hạn chế 3 bậc tự do.

Mặt bên của đáy (Mặt B) hạn chế 2 bậc tự do

Dịch chuyển lớn nhất của bàn dao hớng tâm của mâm cặp là 300mm.

Kích thớc làm việc của bàn máy là 1250*1600

Số cấp tốc độ của trục chính 21

Phạm vi tốc độ của mâm cặp là: 5 - 315

chọn dao:

Dùng dao 1 lỡi gắn mảnh hợp kim cứng BK8

V Nguyên công V: Doa thô, Doa tinh mặt đầu, các kích thớc lỗ 112, 80, và lỗ côn

 Định vị: Chi tiết đợc định vị 6 bậc tự do.

Kích thớc làm việc của bàn máy là 710*900

Số cấp tốc độ của trục chính 12

Phạm vi tốc độ của trục chính: 51 - 1285

chọn dao:

Dùng dao 1 lỡi gắn mảnh hợp kim cứng BK8

VI Nguyên công VI: Khoan và Tarô 10 lỗ M16.

 Định vị: Chi tiết đợc định vị 6 bậc tự do.

VII Nguyên công VII: Khoan và Tarô 4 lỗ M10.

Định vị: Chi tiết đợc định vị 6 bậc tự do.

 Chọn máy khoan cần 2H53, có công suất động cơ N = 3Kw

VIII Nguyên công VIII: Khoan và Tarô 4 lỗ M16.

Định vị: Chi tiết đợc định vị 6 bậc tự do.

Định vị: Chi tiết đợc định vị 6 bậc tự do.

XI Nguyên công XI: Tổng kiểm tra chi tiết.

Kiểm tra độ đồng tâm của 2 lỗ 180 và 150

Kiểm tra độ vuông góc giữa đờng tâm với các mặt đầu

Phần VII:

Tính chế độ cắt cho nguyên công phay mặt đáy, khoan lỗ

đế, doa, khoan và tarô.

I Bớc 1: phay thô mặt đáy

chiều sâu cắt t=1,6mm

lợng chạy dao :sz=0,2 mm/răng do đó s =0,2*8 = 1,6(mm/v)

tốc độ cắt : tra bảng 5-127[3] với D= 100 , z= 8 ,sz= 0,2 , t=2,5 v=141m/ph

vt= vbk1.k2k3k4k5

k1 hệ số phụ thuộc độ cứng của gang : k1=1,12

k2 hệ số phụ thuộc chu kỳ bền cùa dao

5 , 0 400

k3 hệ số phụ thuộc mác hợp kim cứng :với BK6 k3=1

k4 hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt gia cồng với bề mặt thô k4= 0,8

k5 hệ số phụ thuộc chiều rộng phay

82 , 0 100

tốc độ cắt trabảng 5-127[3] với D=100 ,z=8,sz= 0,1 ,t=0,5 vậy v = 228 m/ph

vt= vbk1.k2k3k4k5

k1 hệ số phụ thuộc độ cứng của gang : k1=1,12

k2 hệ số phụ thuộc chu kỳ bền cùa dao

5 , 0 400

k3 hệ số phụ thuộc mác hợp kim cứng :với BK6 k3=1

k4 hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt gia cồng với bề mặt thô k4= 0,8

k5 hệ số phụ thuộc chiều rộng phay

7 , 0 100

3) vËn tèc c¾t:

- Theo (STCNCTM- tËp II ) ta cã :

v y

23.1,17

4 , 0 125 , 0

25 , 0

= (m/phót)

22.14,3

05,20.1000

.1000

-Vậy vận tốc thực là: 16 , 96

1000

22 14 , 3 225 1000

.

=

=

V t t

6 , 0 6 , 0

p D S k C

P0 =10 các hệ số CM và số mũ đợc tra bảng 5-32

225.04,559750

⇒ No công suất máy Nc < Nm = 2,8 (Kw) Do đó máy làm việc an toàn

6) Thời gian chạy máy:

- Theo chế độ cắt và gia công cơ khí ta có:

i n S

L L L

.

2 1

0

+ +

335,7

38

0

++

m

q

S t

T

D C

.

-Ta có : K(v) =Kmv.Knv.Klv

Kmv:hệ số phụ thuộc vào chất lợng của vật liệu phôi

Tra bảng 5-1 (STCNCTM- tậpII) ta có:

nv mv

8,22.8,

18

4 , 0 1

, 0 125 , 0

2 , 0

= (m/phút)

8 22 14 , 3

05 , 20 1000

1000

.

=

=

V t t

4) Mômen xoắn, lực cắt khi khoét:

- Mômen xoắn: tra theo (STCNCTM-tập II) ta có: M X =10.C M.D q.t x.S y.k p(Nm)các hệ số CM và số mũ đợc tra bảng 5-32(STCNCTM-tập II)

6 , 0 6 , 0

=>M X =10.0,085.22,80.0,40 , 75.0,560 , 8.0,947 =0.255 (Nm)

- Lực chiều trục: tra theo (STCNCTM-tập II) ta có: p

y x q

p D t S k C

P0 =10 các hệ số CM và số mũ đợc tra bảng 5-32

225.255,09750

L L L

3 23 , 2 38

0

+ +

2−d = =

D

(mm)

2 lợng chạy dao S (mm/vòng)

-Tra bảng 5-27 (STCNCTMII) ta có với đờng kính mũi doa 24 (mm)

=>S=3,1(mm/vòng)

-Nhng vì 4 lỗ này dùng để làm chuẩn định vị cho các nguyên công sau nên bớc tiến

sẽ nhân với hệ số điều chỉnh k=0,8: nh vậyta có S =3,1.0,8=2,48 (mm/vòng)

-Theo lý thuyết máy chọn S=2,2 (mm/vòng)

3 Vận tốc cắt:

-Theo (STCNCTM- tập II ) ta có :

v y x

m

q

S t

nh vậy Vdoa = 0,63 10,17

2,2.6,0.75

24.8,18

4 , 0 1 , 0 125 , 0

2 , 0

= (m/phút)

-tốc độ vòng quay của trục chính: 124 , 51

24 14 , 3

17 , 10 1000

1000

.

=

=

V t t

118.39,479750

L L

L

T

.

2 1

0

+ +

trong đó:L1= D−d cotgϕ+(0,5ữ2) (mm)= 0 , 6 1 + 2 ≈ 2 , 24

L2=(1÷3) (mm)

i:sè lÇn c¾t

118.2,2

324,2

38

0

++

m

q

S t

T

D C

.

4 , 0 1

, 0 125 , 0

2 , 0

= (m/phút)

-tốc độ vòng quay của trục chính: 398,08

40.14,3

50.1000

.1000

.

=

=

V t t

4 Mômen xoắn, lực cắt khi khoét:

-Mômen xoắn: tra theo (STCNCTM-tập II) ta có: M X =10.C M.D q.t x.S y.k p(Nm)các hệ số CM và số mũ đợc tra bảng 5-32(STCNCTM-tập II)

6 , 0 6 , 0

L L L

323,22

0

++

=

6) Doa th« mÆt ®Çu  430 (v× ®©y lµ ph¬ngdoa b»ng mét lìi c¾t nªn ta cã thÓ tÝnh theo ph¬ng ph¸p tiÖn)

VII Bíc 7: Doa mÆt ®Çu

Chia ra lµm 2 bíc: doa th« vµ doa tinh

3.VËn tèc c¾t :

v yv xv

m

v k

s t

T

C

V

.

243

4 0 15 0 2

430 14 , 3

47 , 76 1000

ph vg

=Theo m¸y ta chän n = 45 (vg/ph)

ph m

tra b¶ng 5-9 (STCNCTM-tËp II) ta cã: KP=KMV= 0,96

190

180 190

55 , 0 4 , 0

75,60.95,128

= 1,28 < [N] = 14 kw ⇒VËy m¸y lµm viÖc an toµn

6 Thêi gian gia c«ng:

¸p dông s«ng thøc :T0 =

n S

L L L

2

1 ++

Víi L chiÒu dµi gia c«ng , L= 175( )

2

80430

11175

=++

4 0 15 0 2

430 14 , 3

22 , 131 1000

ph vg

=Theo m¸y ta chän n = 90 (vg/ph)

ph m

55 , 0 4 , 0

= 0,389kw < [N] = 14 kw ⇒VËy m¸y lµm viÖc an toµn

6.Thêi gian gia c«ng:

¸p dông c«ng thøc :T0 =

n S

L L L

2

1 ++

Víi L chiÒu dµi gia c«ng , L= 175( )

2

80430

11175

ph

=++

VIII Bíc 8: Doa trôc Ø430.

Chia ra lµm 2 bíc: doa th« vµ doa tinh

v k s t T

C V

.

=

(m/p)

4 0 15 0 2

430 14 , 3

91 , 72 1000

ph vg

= Theo m¸y ta chän n = 45 (vg/ph)

ph m

n

= 0,94 kw < [N] = 14 kw ⇒VËy m¸y lµm viÖc an toµn

6 Thêi gian gia c«ng

¸p dông s«ng thøc :T0 = i

n S

L L L

.

2

1 + +

Víi L chiÒu dµi gia c«ng , L= 34mm

L1 =L2=(0.5÷2) mm

Chän L1 =L2=1 mm

Nªn T0 = 2,58

45.31,0

11

m

v k

s t

T

C

V

.

B¶ng 5-17 (STCNCTM-tËp II) :

Cv Xv Yv m T

292 0.15 0.2 0.2 60

Tra b¶ng 5-1 (STCNCTM- tËpII) ta cã:

nv mv

292

4 0 15 0 2

430 14 , 3

83 , 162 1000

ph vg

=Theo m¸y ta chän n = 115 (vg/ph)

ph m

55 , 0 4 , 0

27 , 155 74 , 18

= 0,48 kw < [N] = 14 kw ⇒VËy m¸y lµm viÖc an toµn

6 Thêi gian gia c«ng

¸p dông s«ng thøc :T0 =

n S

L L L

.

2

1 + +

Víi L chiÒu dµi gia c«ng , L= 34mm

L1 =L2=(0.5÷2) mm

Chän L1 =L2=1 mm

Nªn T0 = 2,23

115.14,0

1134

=++

m

v k s t

T

C

V

.

B¶ng 5-17 (STCNCTM-tËp II) :

C X Y m T