Thiết kế qui trình công nghệ gia công thân hộp số

Nhng đặc biệt trên hộp thờng có một hệ thống lỗ có vị trí tơng quan chính xác và có một só lợng lớn các lỗ nhỏ để kẹp chặt các chi tiết khác nhau nên hộp, các lỗ trên hộp thờng đợc chia

Lời nói đầu

Hiện nay khoa học kĩ thuật đang phát triển với một tốc độ vũ bão, mang lại những lợi ích to lớn cho con ngời về tất cả các lĩnh vực: tinh thần và vật chất.Để nâng cao đời sống vật chất của nhân dân, để hoà nhập vàosự phát triển chung củacác nớc trong khu vực cũng nh các nớc trên thế giới,Đảng và Nhà nớc ta đã đề ra mục tiêu trong nhng năm tới là:”Công nghiệp hoá-hiện

-*** -đại hoá đất nớc”.Muốn thực hiện “công nghiệp hoá-hiện -*** -đại hoá” thì một trong những nghành cần quan tâm và phát triển mạnh mẽ đó là: cơ khí chế tạo, vì cơ khí chế tạo đóng vai trò rất quan trọng trong việc sản xuất ra các thiết bị, công cụ cho mọi nghành kinh tế quốc dân

Nh vậy, đây là một thực tế khách quan, để tránh tụt hậu về kiến thức thì yêu cầu ngời kĩ s và cán bộ kĩ thuật viên phải nắm vững kiến thức cơ bản, trau dồi kiến thức, học hỏi kinh nghiệm, vận dụng sán tao những kiến thức

đã học thiết lập qui trình công nghệ hợp lí, tối u nhất đa vào sản xuất nhằm tăng năng xuất,ha giá thành sản phẩm, đạt chât lợng cao Kết thúc môn học công nghệ chế tạo máy, em đợc nhận đề tài:

Thiết kế qui trình công nghệ gia công thân hộp số

Sau thời gian làm đồ án , đợc sự hớng dẫn nhiệt tình của thầy giáo : Nguyễn Tiến Dũng , cùng với sự nỗ lực của bản thân đến nay đồ án cùa em

đã hoàn thành

Tuy nhiên trong quá trình làm đồ án, do sự tổng hợp y kiến cha đầy

đủ, kinh nghiệm thực tế còn thiếu nên đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót Vậy kính mong nhận đợc sự giúp đỡ đóng góp y kiến của thầy cô

và bạn bè.

Em xin chân thành cảm ơn ! Sinh Viên

Đặng Văn Lợi

Phần I : Phân tích chi tiết gia công

1 Nêu đặc điểm kết cấu

_ Chi tiết dạng hộp cần gia công có hình dáng phức tạp với hình khối rỗng,

có thành vách xung quanh, trên các vách có nhiều gân và các phần lồi, lõm khác nhau Trên hộp có một số lợng lớn các mặt phẳng cần gia công với độ chính xác khác nhau và cũng có một số lợng những mặt phẳng không phải gia công Nhng đặc biệt trên hộp thờng có một hệ thống lỗ có vị trí tơng quan chính xác và có một só lợng lớn các lỗ nhỏ để kẹp chặt các chi tiết khác nhau nên hộp, các lỗ trên hộp thờng đợc chia ra 2 loại:

+ Lỗ chính xác: dùng để lắp ghép với các ổ đỡ trục gọi là lỗ chính

+ Lỗ không chính xác: dùng để kẹp chặt các chi tiết khác nhau gọi là lỗ phụ

_ Cụ thể với chi tiết dạng hộp của ta có 8 lỗ cần gia công chính xác

để lắp ổ bi đỡ trục, mặt phẳng trên và 2 mặt bên của hộp để lắp ghép, ngoài

ra các bề mặt và các lỗ còn lại chỉ cần gia công để định vị và kẹp chặt

⇒ Nói chung chi tiết dạng hộp cần gia công của chúng ta là loại chi tiết rất phức tạp

2 Điều kiện làm việc của chi tiết gia công

_ Trong các cơ cấu và máy móc, chi tiết dạng hộp thờng là chi tiết cơ sở để đảm bảo vị trí và sự tơng quan đúng đắn của tất cả các chi tiết trong cơ cấu, đồng thời nó cũng làm nhiệm vụ để lắp những chi tiết khác lên nó tạo thành một bộ phận máy nhằm thực hiên một nhiệm vụ động học nào đó

Nh vậy chi tiết làm việc trong điều kiện rất khắc nghiệt, chịu lực

va đập của các cơ cấu bên trong hộp ,cụ thể là các lực dọc trục, lực h ớng tâm ,bên trong hộp còn chứa rất nhiều dầu nhớt để bôi trơn các chi tiết làm việc bên trong,điều kiện bảo quản khó khăn nên đòi hỏi chi tiết hộp phải có độ cứng vững cao,đặc biệt là những chi tiết cơ sở nhằm đảm bảo vị trí tơng quan cho các chi tết bên trong đòi hỏi phải có độ chính xác cao hơn nữa

⇒ Tất cả những yêu cầu trên quyết định đến điều kiện làm việc của chi tiết

mà chúng ta cần gia công

3 Phân tích yêu cầu kĩ thuật để định ra ph ơng pháp gia công

Lần cuối

_ Đối với bề mặt trên và hai mặt bên của hộp yêu cầu cần đạt

Rz=20 và dùng để lắp chi tiết khác lên nó nên yêu cầu độ chính xác cao, do

đó biên pháp cuối cùng chọn để gia công bề mặt này là phơng pháp mài _ Với mặt đáy và một bề mặt cạnh của chi tiết vì yêu cầu dùng để

cố định chi tiết và dùng làm chuẩn tinh phụ nên ta dùng phơng pháp phay thô là đạt

_ Đối với các lỗ chính yêu cầu độ không đồng tâm là ≤0,04 để lắp

ổ bi và trục,độ nhám cần đạt Ra=2,5 nên biện pháp gia công cuối cùng là

ph-ơng pháp doa

_ Đối với các lỗ dùng để định vị chỉ yêu cầu độ vuông góc của tâm với mặt cạnh nh lỗ: 2 lỗΦ20 biện pháp gia công cuối cùng là phơng pháp khoét

_ Đối với các lỗ còn lại, yêu cầu lắp ghép có ren nên biện pháp gia công cuối cùng là phơng pháp tarô

Phần II : Xác định dạng sản xuất 1.Dạng sản xuất :

_ Là một khái niệm đặc trng có tính tổng hợp giúp cho việc xác định hợp

lí đờng lối, biện pháp công nghệ và phơng pháp tổ chức sản xuất để tạo ra sản phẩm đạt chỉ tiêu kĩ thuật hiệu quả kinh tế cao

_ Dựa vào dạng sản xuất ta lập đợc qui trình công nghệ gia công chi tiết hợp lí, từ đó dẫn đến việc đầu t vốn hợp lí nhằm đa lại hiệu quả kinh tế cao

2 Xác định sản l ợng hàng năm của chi tiết gia công

_ Để xác định dạng sản xuất trớc hết ta cần biết sản lợng hằng năm của chi tiết gia công

_ Sản lợng hàng năm của chi tiết đợc tính theo công thức:

N = Ni m(1+

100

α) (1 + 100

β) ( chiếc/

100

3) = 6895 (chi tiết/ năm)

3 xác định khối l ợng của chi tiết gia công

_ Khối lợng của chi tiết gia công đợc xác định theo công thức:

Phần III : Chọn phôi và phơng pháp chế tạo phôi 1.Cơ sở việc lựa chọn phôi

_ Để chế tạo đợc một chi tiết máy đạt yêu cầu kinh tế, kĩ thuật thì ngời thiết

kế phải xác định kích thớccủa phôi sao cho thích hợp Việc lựa chọn phôi phải dựa trên cơ sở sau:

+ Vật liệu chế tạo phôi , cơ tính của vật liệu

+ Hình dáng kích thớc của chi tiết

+ Loại hình sản xuất

+ Khả năng đạt độ chính xác của phơng pháp chế tạo phôi

+ Khả năng làm việc của máy

⇒ Với chi tiết cần gia công ở đây là: thân dới hộp giảm tốc132 thì vật liệu

để chế tạo nó thờng là gang xámvì gang xám có nhiều đặc tính tốt nh:

- Làm tắt dao động cộng hởng và dao động nhanh

_ Đòi hỏi trình độ công nhân phải cao

_ Chỉ thích hợp với việc sản xuất đơn chiếc loạt nhỏ

b) Đúc dùng mẫu kim loại , khuôn cát , làm khuôn bằng máy

_ Trang thiết bị rất tốn kém

_ Đòi hỏi trình độ công nhân phải cao

* Kết luận: Qua phân tích u, nhợc điểm của từng phơng pháp gia công mà có thể tạo nên phôi hình hộp và so sánh các phơng pháp gia công nói trên ,ta thấy để đảm bảo mọi điều kiện về kinh tế , kĩ thuật cho chi tiết ta chọn ph-

ơng pháp :“Đúc trong mẫu kim loại khuôn cát và làm khuôn bằng máy”bởi

nó cho độ chính xác và năng suất cao,lợng d gia công cắt gọt nhỏ

Phần IV: Quy trình công nghệ

I

Vấn đề về chuẩn định vị khi gia công

* Yêu cầu chung khi chọn chuẩn

_ Chọn chuẩn sao cho đảm bảo chất lợng sản phẩm trong suốt quá trình gia công

_ Chọn chuẩn sao cho việc sản xuất đạt năng suất cao, giá thành hạ

* Lời khuyên chung khi chọn chuẩn

_Việc chọn chuẩn phải xuất phát từ nguyên tắc 6 điểm khi định vị để khống chế hết số bậc tự do cần thiết của chi tiết gia công trong sơ đồ gia công Phải tuyệt đối tránh các hiện tợng:

* Yêu cầu khi chọn chuẩn tinh

_ Đảm bảo phân bố đủ lợng d cho các bề mặt sẽ gia công

_ Đảm bảo độ chính xác về vị trí tơng quan giữa các bề mặt gia công với nhau

* Các lời khuyên khi chọn chuẩn tinh:

_ Khi chọn chuẩn tinh nên cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính _ Khi chọn chuẩn tinh nên cố gắng lựa chọn sao cho đảm bảo tính trùng chuẩn cao nhất , để giảm sai số tích luỹ ở các nguyên công trớc để lại

_ Khi chọn chuẩn tinh nên cố gắng chọn chuẩn tinh thống nhất cho nhiều lần gá

⇒ Căn cứ vào các lời khuyên ta chọn chuẩn tinh để gia công chi tiết hộp của mình nh sau:

1.2 Phơng án II

Ta dùng phơng án định vị là: “ Hệ 3 mặt phẳng vuông góc.

+Ưu điểm :

• Gá đặt thuận tiện đối với tất cả các chi tiết nhỏ và lớn

• Độ cứng vững gá đặt cao, khi đồ gá bị mòn thì dễ phục hồi và thay

thế

2.Chọn chuẩn thô.

* Yêu cầu khi chọn chuẩn thô

_ Phải phân bố đủ lợng d cho các bề mặt gia công

_ Phải đảm bảo độ chính xác tơng quan,

* Những lời khuyên khi chọn chuẩn thô

_ Theo một phơng kích thớc nhất định nếu trên chi tiết gia công có hai hay nhiều bề mặt không gia công thì ta nên chọn bề mặt không gia công nào đòi hỏi có độ chính xác tơng quan cao nhất đối với bề mặt gia công làm chuẩn thô

_ Theo một phơng kích thớc nhất định nếu trên chi tiết có một bề mặt không gia công thì ta nên chọn bề mặt không gia công đó làm chuẩn thô _ Theo một phơng kích thớc nhất định nếu trên chi tiết gia công có tất cả các bề mặt đều phải gia công thì ta nên chọn bề mặt phôi nào ứng với bề mặt gia công mà trên đó đòi hỏi phải bố trí lợng d đều và nhỏ nhất để làm chuẩn thô

_ Với một bậc tự do cần thiết phải hạn chế của chi tiết gia công trong nhiều lần gá của một quy trình công nghệ thì chuẩn thô không nên dùng quá một lần

_ Trong số những mặt phôi có thể thoả mãn lời khuyên của chuẩn thô thì ta nên chọn mặt phôi nào trơn tru nhất và bằng phẳng nhất để làm chuẩn thô

⇒ Từ những yêu cầu và lời khuyên chọn chuẩn trên thì ta có phơng án để chọn chuẩn thô cho chi tiết cần gia công là:

Dùng hệ 3 mặt phẳng vuông góc

 Phơng án định vị cho chi tiết dạng hộp này trong suốt quá trình gia

công là :

Dùng hệ 3 mặt phẳng vuông góc

I Lập quy trình công nghệ

Ta xác định thứ tự các nguyên công nh sau:

1- Nguyên công I : Phay mặt phẳng đáy

2- Nguyên công II : Phay mặt phẳng ghép

3- Nguyên công III : khoan 8 lỗ ỉ20 ở mặt phẳng đáy

4- Nguyên công IV : Khoan _Khoét_Doa 18lỗΦ16

5- Nguyên công V : khoan _ tarô thoát đầu

6- Nguyên công VI : khoan_ tarô lỗ thăm dầu

7- Nguyên công VI : khoan_ khoét_doa hai lỗ định vị Φ10

8- Nguyên công VI : phay mặt bên hộp giảm tốc

9 - Nguyên công VII : khoét thô _khoét bán tinh lỗ lắp ổ lăn

10- Nguyên công VIII: khoan_tarô lỗ lắp ổ M12

11- Nguyên công IX : doa lỗ lắp ổ lăn

12- Nguyên công X : kiểm tra độ đồng tâm lỗ lắp ổ lăn

13- Nguyên công XI : kiểm tra dộ vuông góc giữa mặt đầu và lỗ lắp ổ lăn 14- Nguyên công XII : kiểm tra độ không song song giữa 3 đờn tâm lỗ

Chế độ cắt

Với vật đúc là gang xám đợc đúc trong khuôn cát cấp chính xác cấp III theo bảng (3-95) [2] tra đợc giá trị lợng d cho các bề mặt nh sau:

Lợng d gia công phay là: Zb = 5 mm;

Ta chia làm 2 lần phay với lợng d mỗi lần là Z = 2,5

Lợng chạy dao: Phay thô S = 0,14 ữ0,18 mm/vg Tra bảng (5-125) [2];

Chọn SZ= 0,18 mm/vg

Lợng chạy dao vòng: S0= 8.SZ= 8.0,18 = 1,44 mm/vg;

Tốc độ cắt theo bảng (5-127) [2] ta có: vb = 141m/ph;

Tốc độ cắt tính toán: vt = vb.K Trong đó: K = K1.K2.K3.K4 = 0,6

K1: hệ số độ cứng phụ thuộc vật liệu K1 = 1

K2: hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt K2 = 0,75

K3: hệ số phụ thuộc tuổi bền dao K3 = 1

K4: hệ sốphụ thuộc dạng gia công K4 = 0,8

Số vòng quay theo máy: nm = 280 v/ph

- Thẳng đứng: 90ữ1400 v/phút-Chọn dao: Dùng dao phay mặt đầu răng chắp mảng hợp kim cứng (BK6)

D = 100; B = 50; d(H7) = 32; Z = 8 Tra bảng (4-95) [2]

Π.D.n 3,14.280.100

K1: hệ số độ cứng phụ thuộc vật liệu K1 = 1;

K2: hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt K2 = 0,75;

K3: hệ số phụ thuộc tuổi bền dao K3 = 1;

K4: hệ sốphụ thuộc dạng gia công K4 = 0,8;

3- Nguyªn c«ng III : khoan khoÐt 18 lç Φ16

L = 160, chiÒu dµi phÇn lµm viÖc l = 30.

= 587 (vg/ph)Theo dãy tốc độ trong máy ta chọn nm = 560 (vg/ph).

Tốc độ cắt thực tế:

Π.D.n 3,14.27.560Vtt = = = 47,8 (mm/ph)

+ Doa 02 lỗ φ26 lỗ đã đợc khoan φ25,5; lợng d gia công t = 0,25

Lợng chạy dao: S = 2,4 mm/vg, tra bảng (5-112) [2]

- Chän dao: Dïng mòi khoan hîp kim cøng (HB = 190), tra b¶ng (4-40) [2]

§êng kÝnh: d = 17,5; chiÒu dµi L = 290, chiÒu dµi phÇn lµm viÖc l = 60 vµ mòi tar« vËt liÖu lµ P6M5, tra theo b¶ng (4-136) [2].

37, bíc ren p = 2,5.

6 - Nguyªn c«ng VI : khoan tar« lç th¨m dÇu

- Chän dao: dïng mòi khoan hîp kim cøng (HB = 190) B¶ng (4-40) [2]

§êng kÝnh: d = 14, chiÒu dµi L = 290, chiÒu dµi phÇn lµm viÖc l = 50 vµ

chiÒu dµi L =119 mm, chiÒu dµi phÇn lµm viÖc l = 29, bíc ren p =1,5.

Nguyên công 7: Lắp hai nửa trên và dới

Định vị

Dùng phiến tỳ tỳ nên mặt đáy nó hạn chế 3 bậc tự do, 1 chốt trụ hạn chế 2 bậc tự do và 1 chốt trám hạn chế 1 bậc tự do.

- Dao: Dùng mũi khoan hợp kim cứng (HB =190) Bảng (4-40) [2].

Đờng kính: d = 9,8; chiều dài L = 140, chiều dài phần làm việc l = 60 và mũi doa mũi doa liền khối chuôi côn theo bảng (4-49) [2] Đờng kính d =

10, chiều dài L=140, chiều dài phần làm việc l = 30.

Tốc độ cắt thực tế:

Π.D.n 3,14.7,8.1800Vtt = = = 44 (mm/ph)

Doa 02 lỗ φ 10, lỗ đã đợc khoan φ 9,8, lợng d gia công t = 0,1

Lợng chạy dao: S = 2,0 mm/vg, tra bảng (5-112) [2].

π =

1000.5, 243,14.10 = 167 vg/ph

Cơ cấu kẹp ren vít - đòn kẹpc Chọn máy và dao

- Chọn máy: Chọn máy phay vạn năng rộng 6M83III.

Công suất động cơ điện chính N = 10 kw tra bảng (9-39) [2].

K1: hệ số độ cứng phụ thuộc vật liệu K1 = 1;

K3: hệ số phụ thuộc tuổi bền dao K3 = 1;

- Lần khoét thứ nhất, khoét thô: t = 3, mm.

Lợng chạy dao: S = 3,4 mm/vg, tra bảng (5-112) [2].

Tốc độ cắt thực tế:

- Lần khoét thứ hai, khoét bán tinh: t = 1mm.

Lợng chạy dao: S = 0,3 mm/vg tra bảng (5-114) [2]).

Tốc độ quay của trục chính tính toán:

π =

1000.93,14.180 = 16 (vg/ph)

Cơ cấu ren vít - đòn kẹpc Chọn máy và dao

- Chọn dao: Dùng mũi khoan hợp kim cứng (HB = 190) Bảng (4-40) [2]

Đờng kính: d = 9,25; L = 180; chiều dài phần làm việc l = 120 và mũi tarô vật liệu P6M5 (bảng (4-136) [2]) Đờng kính: d =12, chiều dài L = 95, chiều dài phần làm việc l = 30, bớc ren p = 1,75.

T = 50 (phút): là chu kỳ tuổi bền của dao theo bảng (5-95) [2].

Tốc độ cắt thực tế:

Ta rô lỗ M12x1,75:

Chiều sâu cắt t = 0,875 (mm)

Bớc ren t = 1,75 (mm), lợng chạy dao S = 2 mm/vg

S T

D C

đảm bảo hiệu quả kinh tế của quá trình công nghệ vì :

+ Lợng d quá lớn sẽ tốn nguyên vật liệu , tiêu hao sức lao động vì phải gia công quá nhiều , tốn năng lợng điện và dụng cụ cắt , vận chuyển nặng dẫn

- Mặt khác nếu lợng d quá nhỏ thì khi gia công sẽ xảy ra hiện tợng trợt giữa dao và chi tiết gia công , dao sẽ mòn nhanh và bề mặt gia công sẽ không bóng

- Trong ngành chế tạo máy thờng xác định lợng d gia công theo hai ong pháp đó là:

ph-+ phơng pháp thống kê kinh nghiệm

+ Phơng pháp tính toán phân tích

⇒ Nh vậy, việc định ra lợng d hợp lý cho phôI, cho chi tiết gia công

trong các bớc công nghệ , các nguyên công cụ thể của quá trình công nghệ chế tạo ra sản phẩm là rất quan trọng Nó có vai trò rất lớn trong việc nâng cao hiệu quả kinh tế và kỹ thuật của quá trình công nghệ

C0 : Độ lệch của đờng tâm lỗ ; C0 = 25 ( àm /mm)

∆y : Độ cong đờng trục lỗ ; ∆y = 0,9 (à m)

L : Chiều dài lỗ l = 31 (mm)

Vậy sai lệch vị trí không gian của nguyên công khoét là :

ρa = C20 + ( ∆y l )2 = 37,46 (àm)

Sai lệch không gian còn lại sau khi khoét : ρ 1 = K ρ a

K : hệ số giảm sai gia công khoét : K = 0,05

b

ρ + ) = 2( 5 +10 + 1 , 92 + 20 , 752 )