CHUYÊN ĐỀ SỬ DỤNG PHẦN MỀM MASTERCAM LẬP CHƯƠNG TRÌNH GIA CÔNG BIÊN DẠNG CHI TIẾT THÂN KHỚP NỐI RĂNG

chuyên đề Sử dụng phần mềm Mastercam lập chương trình gia công biên dạng chi tiết thân khớp nối TRƯỜNG ĐẠI HỌC KT-KT CƠNG NGHIỆP Khoa: CƠ KHÍ LỜI CAM ĐOAN Chuyên đề Sử dụng phần mềm Mastercam lập chương trình gia cơng biên dạng chi tiết thân khớp nối Tôi xin cam đoan đề tài tốt nghiệp: “Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng khớp nối Z= 30, môđun m = 2,5 chuyên đề sử dụng phần mềm Master CAM lập trình gia cơng chi tiết” tơi thực với giúp đỡ, hướng dẫn thầy Trần Ngọc Hải Các số liệu thu thập kết tính tốn đề tài hoàn toàn trung thực, thu thập từ nguồn khác nêu rõ phần tài liệu tham khảo Trong đề tài có gian lận tơi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước khoa nhà trường THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ GIA CƠNG KHỚP NỐI RĂNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KT-KT CƠNG NGHIỆP LỜI NĨI ĐẦU Đất nước ta trình phát triển hội nhập Tỷ trọng ngành công nghiệp cấu ngành kinh tế ngày tăng Trong tiến trình cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước việc phát triển ngành khí ưu tiên hàng đầu Do việc đào tạo đội ngũ kỹ sư khí có trình độ chun mơn cao công nghệ truyền thống nắm bắt công nghệ gia công tiên tiến, đại CAD/CAM/CNC để áp dụng có hiệu vào sản xuất nước nhiệm vụ quan trọng ngành khí Đồ án tốt nghiệp phần quan trọng q trình đào tạo chun ngành khí trường đại học Nó giúp sinh viên tổng hợp lại tồn kiến thức chun mơn q trình học tập, tìm hiểu để áp dụng vào trình sản xuất thực tế Bên cạnh giúp sinh viên có điều kiện tìm hiểu làm quen với thực tế sản xuất Để phục vụ cho trình làm việc, cơng tác sinh viên trường Với đề tài nhận thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng khớp nối Z=30 ,mơdun m = 2,5 chuyên đề sử dụng phần mềm Master CAM lập trình gia cơng chi tiết Em vận dụng tồn kiến thức mà học tập tìm hiểu để thực đề tài Đây hội để em học hỏi bổ sung kiến thức chuyên môn tìm hiểu cơng nghệ sản xuất, gia cơng ngành khí Trong q trình làm em nhận giúp đỡ, hướng dẫn nhiệt tình thầy Trần Ngọc Hải thầy giáo khoa,đến em hồn thành xong đồ án tốt nghiệp Trong trình làm đồ án khơng tránh khỏi sai sót, em mong nhận góp ý, bảo tận tình thầy cơ, nhờ em củng cố thêm kiến thức hồn thành tốt nhiệm vụ Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Ngọc Hải thầy khoa khí nhiệt tình giúp đỡ, hướng dẫn em tồn trình làm Em xin chân thành cảm ơn! PHẦN I: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ GIA CÔNG KHỚP NỐI RĂNG Z = 30, MÔ ĐUN M = 2,5 CHƯƠNG : GIỚI THIỆU VỀ KHỚP NỐI 1.1 CÔNG DỤNG CỦA KHỚP NỐI - Được dùng để liên kết trục với nhau, làm nhiệm vụ truyền chuyển động, mơmen xoắn hai trục… Ví dụ : Truyền chuyển động trục động trục hộp giảm tốc (Hình 1.1) Hình 1.1 Khớp nối - Hoặc nối trục ngắn thành trục dài - Ngồi ,khớp nối cịn có tác dụng đóng mở cấu,truyền mơmen xoắn trục có sai lệch vị trí ( biến dạng đàn hồi trục, sai số chế tạo lắp ghép …), ngăn ngừa tải, giảm tải trọng động, bù sai lệch trục - Kích thước loại khớp nối thông dụng nước tiêu chuẩn hóa (tiêu chuẩn nhà nước tiêu chuẩn ngành), cho sổ tay - chọn loại khớp nối: Dựa vào tải trọng, số vịng quay, tính chất làm việc máy để chọn kiểu khớp nối Dựa vào đường kính d (trục chủ động) đoạn cần lắp khớp nối mômen xoắn T trục, tra bảng tìm khớp nối thích hợp 1.2 PHÂN LOẠI KHỚP NỐI Theo cơng dụng chia khớp nối làm ba loại lớn: Nối trục : dùng để nối cố định trục, dừng máy, tháo nối trục trục rời Nối trục lại chia loại : nối trục chặt, nối trục bù nối trục đàn hồi Ly hợp : có nhiệm vụ nối tách rời trục chi tiết máy quay khác lúc Theo nguyên lý làm việc chia ly hợp làm ba loại sau: ly hợp ăn khớp, lý hợp ma sát ly hợp bột điện tử Ly hợp tự động : tự động nối tách trục (hoặc chi tiết máy quay khác) Ly hợp an toàn, ly hợp ly tâm ly hợp chiều xếp vào loại ly hợp tự động 1.2.1 Nối trục Nối trục chặt Nối trục chặt dùng để nối cứng trục có đường tâm đường thẳng khơng di chuyển tương đối Nối trục ống, nối trục ống cắt dọc nối trục đĩa thuộc loại nối trục chặt Ví dụ : Nối trục đĩa Vì có cấu tạo tương đối đơn giản kích thước khơng lớn nên nối trục đĩa (hình 1.2) dung nhiều ngành chế tạo máy Hình 1.2: nối trục đĩa Vật liệu đĩa gang CЧ28-48 trở lên, vận tốc đĩa v ≥ 30 m/s đĩa chế tạo thép đúc 35π, thép rèn 40 loại thép có sức bền cao Các kích thước chủ yếu nối trục đĩa (ký hiệu xem hình 1.3) có thẻ lấy theo số liệu bảng 1.1 sau Số hiệu nối Mômen xoắn lớn D trục D2 D D0 l S Bulông Cỡ Số Khối lượng nối trục (kg) lượng 250 18-24 50 11 85 80 M 2,6 500 25-32 65 5,5 1000 35-42 80 14 2500 45-55 10 15,8 3000 58-70 27 4500 72-85 13 42,8 9000 90- 69 105 15 M 13 13 12 16 0 M 16 16 12 20 0 M 18 19 16 23 18 10 11 10 M 22 22 16 27 0 M 30 26 29 0 16 M 20 Bảng 1.1 : Các kích thước chủ yếu nối trục đĩa, mm Trong đó: D – đường kính vào trịn qua tâm bulơng ; Z – số bulông ; F – hệ số ma sát lấy khoảng 0,15 ÷ 0,2 Nối trục Nối trục gồm hai ống có phía ngồi hai ống ngồi có phía lồng vào (hình 2.3) Mỗi ống lắp chặt với bu lông Răng nối trục có dạng thân khai, góc ăn khớp thường 20 , số có khoảng từ 30 đến 80 Hình 1.3 Nối trục Nối trục dùng rộng rãi, ngành chế tạo máy hạng nặng Vật liệu chế tạo ống ống thép 40 trở lên thép đúc 45 trở lên Răng nhiệt luyện có độ rắn khơng 40HRC ống không 35HRC ống Trường hợp nối trục làm việc với vận tốc thấp (vận tốc vịng m/s) tơi cải thiện có độ rắn 280 HB Kích thước chủ yếu nối trục chọn theo đường kính d trục bảng 1.2 cho kích thước chủ yếu (trị số lớn nhất) trục M lắp với trục có đường kính khoảng từ 40 đến 140mm (ký hiệu xem hình 1.3) sau chọn khớp nối cần kiểm nghiệm điều kiện : M t = KM x ≤ M b ả n g Trong đó: M b ả n g – trị số Mômen xoắn lớn mà khớp nối truyền cho bảng 1.2 sau: Bảng 1.2: kích thước chủ yếu (lớn nhât) trục nối trục M3, mm Mô Số hiệu nối Mômen xoắn n trục (Nm) vg/ph 710 6300 2,5 30 40 17 11 11 10,2 1400 5000 2,5 38 50 3150 4000 40 60 18 12 14 24 đun m Số Z B d D D1 L B Khối lượng (kg) 14,3 5 22 15 17 4 5600 3350 48 5 8000 2800 56 11800 2500 48 19000 2120 56 23600 1900 62 75 90 10 12 14 0 5 25 17 21 5 38 29 20 23 57 0 80 32 23 25 110 0 163 35 26 28 0 38 29 32 5 0 1.2.2 Ly hợp 1.2.2.1 Ly Hợp Ăn Khớp Ly hợp ăn khớp làm việc dựa ăn khớp vấu nửa ly hợp Ly hợp vấu Ly hợp vấu gồm hai nửa ly hợp có vấu mặt bên (hình 3.1), đóng ly hợp vấu gài vào truyền chuyển động quay mơmen xoắn từ truch qua trục Hình 1.4: ly hợp vấu Hình dạng tiết diện vấu hình tam giác, chữ nhật hình thang Vấu tam giác dung vận tốc trục thấp, tải trọng nhỏ Vấu chữ nhật dùng tải trọng lớn vận tốc hai trục lúc bắt đầu đóng ly hợp khơng chênh lệch nhiều Trường hợp vận tốc hai trục chênh lệch nhiều, tải trọng lớn dung vấu hình thang hợp lý Vật liệu làm ly hợp vấu gang CЧ21-40 truyền không quan trọng, trường hợp khác ly hợp chế tạo thép CT5, 15, 20X thép hợp kim khác Để tăng tuổi thọ, vấu thép thường (hoặc thấm than tôi) đạt độ rắn 58 ÷ 62HRC Bảng 1.3 Các kích thước chủ yếu ly hợp vấu, mm Điều kiện làm việc Số vấu Đường kính Chiều rộng Chiều cao Z vấu a vấu h ngồi D Đóng mở tay Đóng mở tự động đóng tay mở tự động Làm việc với vận tốc không lớn 35 40 – 45 50 55 60 – 70 10 40 – 45 – 50 – 55 – 10 60 – 70 – 80 – 90 4 – 10 40 – 45 – 50 – 55 – 10 60 – 70 – 80 – 90 – 10 6 Ly Hợp Ma Sát Ly hợp ma sát dụng để nối tách trục lúc nào, dù vận tốc trục dẫn có chênh lệch nhiều với vận tốc trục bị dẫn khơng xảy va đập Dùng ly hợp ma sát tránh cho chi tiết máy khác khỏi bị hỏng tải đột ngột Do ưu điểm kim loại gang dùng nhiều ngành chế tạo máy Vật liệu làm mặt ma sát kim loại gang với gang, thép với thép, đồng với thép dung phối hợp vật liệu không kim loại da, pherôđô, têctôlit, gỗ gốm kim loại v.v… với gang thép Ly hợp ma sát bao gồm : ly hợp hai đĩa ma sát, ly hợp nhiều đĩa ma sát ly hợp nón ma sát Hệ số ma sát f áp suất cho phép [p] loại vật liệu làm mặt ma sát cho bảng 1.4 Bảng 1.4: hệ số ma sát f áp suất cho phép [p] số vật liệu làm mặt ma sát Vật liệu f [p], (N/mm ) Được bôi trơn Thép với thép 0,06 0,6 ÷ 0,8 Gang với gang với thép 0,08 0,6 ÷ 0,8 Đồng với thép 0,08 0,4 ÷ 0,5 Têctơlit với thép 0,12 0,4 ÷ 0,6 Pherơđơ với thép với gang 0,08 0,2 ÷ 0,3 Gốm kim loại với thép tơi 0,10 0,8 ÷ Pherơđơ với thép với gang 0,3 0,2 ÷ 0,3 Gốm kim loại với thép tơi 0,4 0,3 ÷ 0,4 Khơng bơi trơn Chú thích: Trị số nhỏ dung cho ly hợp có nhiều đĩa ma sát trị số v > 2,5 m/s cần giảm bớt [p] : v ≈ 5m/s giảm 15% ; v ≈ 10m/s – giảm 30% ; v ≈ 15m/s – giảm 35% 1.2.3 Ly hợp tự động 1.2.3.1 Ly hợp an toàn Ly hợp an toàn dùng để ngăn ngừa tải, bảo vệ cho máy cấu làm việc với tải trọng lớn mức cho phép, gây hỏng máy cấu Trong tính tốn ly hợp an toàn, để tránh cho máy cấu khỏi bị ngừng cách ngẫu nhiên, thường lấy mơmen tính M t = (1,15 ÷ 1,25)M m a x Trong : M m a x – mơmen xoắn giới hạn Ly hợp chốt an toàn Cấu tạo kiểu ly hợp chốt an tồn trình báy hình 4.1 mơ men xoắn truyền từ nửa ly hợp sang nửa ly hợp khác (hoặc ngược lại) chờ chốt Khi tải chốt bị cắt đứt, hai nửa ly hợp khơng nối với phía ngồi chốt cá bạc thép tơi có độ rắn cao để che chở cho lỗ ly hợp khỏi bị chốt tỳ dập só chốt Z thường lấy ÷ Hình 1.5 : ly hợp chốt an toàn Vật liệu làm chốt : thép 45 60г tôi, vật liệu làm bạc ; thép 45 40X v.v tơi Ly hợp chốt an tồn dùng nhiều máy mỏ kích thước chủ yếu ly hợp chốt an toàn cho bảng 4.1 sau Bảng 1.5 : kích thước chủ yếu ly hợp chốt an toàn, mm Lực cắt P (N) dc b A B 700 1,5 10 12 22 16 1300 10 12 22 16 2900 15 18 30 25 5300 15 18 30 25 8250 15 18 30 25 12000 25 28 50 45 21000 25 28 50 45 33000 10 25 28 50 45 Chú thích: - lực cắt đường kính qua tâm chốt: D o = (D – d o ) – (10 ÷ 20) mm đường kính ngồi ly hợp : D = (2,5 ÷ 3,5)d chiều dài ly hợp L = (2,5 ÷ 3)d CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC VÀ TÍNH CƠNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CỦA CHI TIẾT 2.1 THƠNG SỐ HÌNH HỌC CHẾ TẠO KHỚP NỐI RĂNG Hình 2.1 Bản vẽ lắp ghép chi tiết Yêu cầu kỹ thuật chi tiết : - Nhiệt luyện phần đạt độ cứng HB=240 280 - Các bề mặt làm việc mặt mặt đầu A nên cần có độ xác gia cơng cao, độ bóng cao - Độ nhám mặt không làm việc cần mức trung bình Rz = 20 mm Hình 2.2 Mặt cắt biên dạng Hình 2.3 Hình 3D khớp nối cần chế tạo Các thơng số tính tốn bánh trụ thẳng thân khai Bảng 2.1 Các thông số tính tốn bánh Tên gọi modun Bước theo đường tròn chia( bước vòng chia) Bước sở Đơn Ký vị hiệu mm m mm t t= m.p 7,854 mm to t = m.p.cos20 7,38 d d = m.z =3.39 Đường kính đường trịn chia( vịng chia) Cơng thức chuẩn Chọn theo tiêu chuẩn Thông số 2,5 75 Đường kính chân mm Di Di = d + m 80 Đường kính đỉnh mm De D e = d – 2,5m 68,75 Chiều cao mm h h= h’ + h’’ = 2,25.m 5,625 Chiều cao đầu mm h’ h’ = m 2,5 Chiều cao chân mm h’’ h’’ = 1,25m 3,125 Khe hở hướng kính mm c c = h’’ – h’ = 0,25m 0,625 mm S S = = mm b b 20mm Chiều dày theo cung đường tròn chia Chiều dài 3,926 2.2 CHỨC NĂNG NHIỆM VỤ CỦA KHỚP NỐI RĂNG CẦN CHẾ TẠO - Chọn phôi hợp lý khơng bảo đảm tốt tính kỹ thuật chi tiết mà ảnh hưởng lớn đến giá thành sản phẩm, chọn phôi hợp lý làm cho q trình cơng nghệ đơn giản, phí tổn kim loại giảm Phí tổn kim loại gia cơng đánh giá tỷ số: Trong đó: K: hệ số phí tổn kim loại G c t : trọng lượng chi tiết G p : trọng lượng phôi Ở vào hình dạng, kích thước, loại vật liệu phôi, yêu cầu làm việc, sản lượng chi tiết ta có phương pháp chế tạo phơi sau: 3.5.1.1 Phương pháp rèn tự do: Là phương pháp gia cơng có tính linh hoạt cao, phạm vi gia cơng rộng Có tính tốt có tổ chức hạt phức tạp, thiết bị đơn giản vốn đầu tư Tuy nhiên độ xác hình dạng kích thước thấp nên lượng dư cắt gọt lớn hệ số sử dụng vật liệu không cao, chất lượng phụ thuộc vào tay nghề công nhân, suất thấp Phương pháp thường sử dụng sản xuất đơn 3.5.1.2 Phương pháp dập thể tích: Phơi dập có độ xác hình dạng, kích thước chất lượng bề mặt cao, chế tạo phơi có hình dạng phức tạp Hệ số sử dụng vật liệu cao rèn tự Nhược điểm phương pháp cần có thiết bị gia cơng lớn, khơng tạo phơi lớn, chi phí chế tạo khn cao phương pháp hiệu số lượng chi tiết đủ lớn 3.5.1.3 Phương pháp cán: Phôi thép cán có hình dạng, kích thước tiết diện ngang theo tiêu chuẩn , độ xác chất lượng bề mặt cao, thành phần hóa học ổn định phơi đúc Cán thích hợp điều kiện hình dạng, kích thước tiết diện ngang phôi gần giống với tiết diện ngang chi tiết 3.5.1.4 Phương pháp đúc: Có thể tạo phôi từ tất kim loại hợp kim có thành phần khác Có thể đúc chi tiết có hình dạng phức tạp mà phương pháp khó khơng chế tạo Phương pháp đúc dễ khí hóa , tự động hóa, cho suất cao, giá thành hạ - Đúc khuôn cát, làm khuôn tay, mẫu gỗ - Đúc khuôn kim loại, làm khuôn máy - Đúc khuôn vỏ mỏng - Đúc áp lực Căn vào vật liệu chi tiết thép hình dáng kích thước phơi dạng sản xuất, ta thấy phơi đúc hợp lý Ta phân tích số phương pháp đúc để chọn phương pháp thích hợp Có nhiều phương pháp chế tạo phôi với đặc điểm chi tiết gia công có phương pháp sau khả dụng: Đúc khuôn kim loại Đúc khuôn kim loại dùng để chế tạo phôi bánh trụ thẳng, bánh côn thẳng dải quạt bánh Phơi bánh chế tạo cách rót kim loại nóng chảy vào khn thép Độ xác phơi bánh phụ thuộc vào độ xác khn kim loại, kích thước hình dáng chi tiết chất lượng kim loại nóng chảy Các bánh chế tạo phương pháp đúc khuôn kim loại mà không cần gia công bổ sung, dùng cấu truyền động với tốc độ thấp khe hở mặt bên lớn Ưu điểm: Khn có độ xác cao nên chất lượng tốt cấp xác đạt ¸ độ bóng đạt Đ4 - Đ7 kim loại có tính dẫn nhiệt cao nên rút ngắn thời gian đông đặc nguội vật đúc hạt nhỏ mịn nâng cao tính vật đúc, dễ khí hóa tự động hóa, cải thiện điều kiện làm việc cho cơng nhân Nhược điểm: Chi phí chế tạo khuôn tốn kém, sử dụng cho sản xuất loại lớn hàng khối, khn có độ dẫn nhiệt cao nên khả điền đầy vào hốc khuôn khó khăn, thường đúc vật đúc phức tạp thành mỏng, đúc gang dễ bị biến trắng khuôn làm lõi kim loại nên kết tinh vật đúc dễ bị nứt vỡ Đúc khn nóng chảy Đúc khn nóng chảy dùng để chế tạo phơi bánh từ thép hợp kim màu có hình dáng phức tạp, trình đúc thực khn gốm có độ xác cao tương ứng với biên dạng phôi Ưu điểm : Phương pháp có độ xác cao, phần lớn bề mặt cần gia công tinh lần cuối Nhược điểm : Chi phí làm khn tốn Đúc khn cát- mẫu gỗ - Chất lượng vật đúc không cao, giá thành thấp trang thiết bị đơn giản có cấp xác IT16 – IT17 Độ nhám bề mặt Rz= 160mm Loại phơi - Phương pháp nàycó ưu điểm vật liệu làm khn có sẵn, rẻ tiền Với phương pháp ta làm khn tay máy: +Làm khuôn tay: Khuôn chế tạo với độ xác thấp nên địi hỏi cơng nhân có kinh nghiệm tay nghề cao yêu cầu độ xác cao cần suất cao phụ thuộc tay nghề cơng nhân Mặt khác q trình làm khuôn nặng nhọc, công nhân lao động vất vả Do phương pháp thích hợp với dạng sản xuất đơn loạt nhỏ sửa chữa thay + Làm khuôn máy: Dùng sản xuất hàng loạt, hàng khối Ưu điểm: giải lao động nặng nhọc cho người công nhân thao tác làm khuôn, mặt khác khuôn đầm chặt, cho suất cao, rút ngắn chu trình sản xuất, giảm giá thành chế tạo độ xác cao hơn, giảm lượng dư gia công Mẫu làm kim loại nên độ xác cao, độ đầm chặt đồng Nhược điểm: Phương pháp địi hỏi cơng nhân có tay nghề cao, áp dụng cho chi tiết có kết cấu đơn giản Đúc ly tâm Là phương pháp rót kim loại lỏng vào khn quay trịn tác dụng lực ly tâm kim loại lỏng bố trí theo thành khn Ưu điểm : Thơng thường rót kim loại lỏng chảy tự nên khơng cần hệ thống rót tổ chức kim loại mịn chặt khơng có rỗ co rỗ khí tính cao Nhược điểm : Bề mặt vật đúc có chất lượng nhiều xỉ tạp chất, yêu cầu khuôn phải đạt độ bền cao, cân tốt, ứng dụng cho chế tạo chi tiết trịn xoay Có phương pháp đúc ly tâm đúc ly tâm đứng đúc ly tâm ngang: - Đúc ly tâm đứng : Là quay khuôn quanh trục thẳng đứng bề mặt bên vật đúc đơng đặc có dạng Parabol nên áp dụng chi tiết trịn xoay có chiều cao ngắn - Đúc ly tâm ngang : Là khuôn quay quanh trục nằm ngang vật đúc có chiều dầy thành độ đồng tâm cao phải dùng máy rót từ ngồi Ở chi tiết cần chế tạo có dạng trục bậc bậc trục có độ chênh lệch đường kính chiều dài bậc trục nhỏ nên để phù hợp với điều kiện sản xuất nước tính kinh tế cho q trình gia cơng, ta lựa chon dạng phơi phôi đúc để đảm bảo cho tính yêu cầu làm việc chi tiết khớp nối ta chọn phương pháp chế tạo phôi phương pháp đúc khuôn cát làm khuôn máy 3.5.2 Phân tích chi tiết chọn phương pháp tạo phôi hợp lý - Như phân tích phần trên, chi tiết ta khớp nối (Gear Tooth Coupling): làm điều kiện tải lớn, đường kính trục lớn để nối truyền Momen xoắn trục có sai lệch vị trí ( biến dạng đàn hồi trục, sai số chế tạo lắp ghép …), nhờ khả di động chi tiết cứng khớp nối ( khe hở hướng kính khe hở cạnh ) nên bù lại sai lệch trục Nối trục gọi nối trục bù - Khớp nối khớp nối nửa tiêu chuẩn hóa cho trục có đường kính 20-560mm với mơmen xoắn truyền tới 1.500.000 Nm Khớp có kết cấu gồm hệ ăn khớp lắp đầu trục then với vỏ khớp Khớp nối bù trừ sai lệch hướng tâm, hướng kính góc sai lệch cho phép ≤ 10 khớp nối khơng có tác dụng giảm va đập tải trọng động Khớp nối sử dụng máy nâng hạ, dây truyền cơng nghiệp Chi tiết địi hỏi gia công tất mặt, nên phôi khơng địi hỏi độ xác cao, dạng sản xuất loạt lớn qua phân tích đặc điểm phương pháp chọn phôi , dựa vào yêu cầu kỹ thuật chi tiết dạng sản xuất điều kiện kinh tế ta dùng phương pháp đúc khn cát làm khn máy Phương pháp thích hợp cho dạng sản xuất, đảm bảo yêu cầu thiết kế chi tiết giảm giá thành đầu tư, tiết kiệm chi phí Phơi đạt cấp xác cấp II, cấp xác kích thước IT15 – IT16, độ nhám bề mặt Rz = 80mm 3.6 THIẾT KẾ BẢN VẼ LỒNG PHƠI Hình 3.1 vẽ lồng phôi 3.7 GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ BÁNH RĂNG THÂN KHAI 3.7.1 Độ xác Độ xác bánh răng, bánh vít đánh giá theo tiêu chuẩn Nhà nước TCVN, tiêu chuẩn quy định 12 cấp xác khác từ ¸ 12, cấp xác nhất, cấp 12 xác Thơng thường, thực tế dùng cấp xác ¸ 11 Độ xác bánh răng, bánh vít đặc trưng tiêu sau đây: - Độ xác động học: độ xác đánh giá sai số góc quay bánh răng, bánh vít sau vịng Sai số sai số hệ thống cơng nghệ gây Độ xác quan trọng truyền động có tính đến góc quay truyền động phân độ máy cắt cấu đo đế - - Độ ổn định làm việc: độ ổn định làm việc đánh giá sai số chu kỳ tức giá trị trung bình sai số truyền động tỷ số sai lệch lớn số bánh Độ ổn định làm việc đặc trưng cho độ ổn định tốc độ quay truyền động vòng quay bánh bánh vít Dao động tốc độ quay gây tải trọng động, rung động tiếng ồn truyền Độ xác quan trọng truyền lực làm việc với tốc độ lớn - Độ xác tiếp xúc:độ xác tiếp xúc đánh giá vết tiếp xúc (diện tích hình dáng) prơfin theo chiều dài, chiều cao biểu diễn % Độ xác tiếp xúc ảnh hưởng đến mức độ tập trung tải trọng vùng khác bề mặt răng, ảnh hưởng đến độ bền truyền Độ xác quan trọng truyền có tải trọng lớn tốc độ thấp - Độ xác khe hở mặt bên: khe hở mặt bên khe hở cạnh truyền (bánh lớn khe hở mặt bên lớn) Khe hở mặt bên xác định mức độ xác truyền mà cơng dụng điều kiện sử dụng Ví dụ, với truyền có tính đến góc quay cần có khe hở mặt bên nhỏ, cịn với bánh turbin tốc độ cao lại cần có khe hở mặt bên lớn Xuất phát từ đó, người ta quy định cấp khe hở mặt bên truyền sau: Khe hở 0, khe hở nhỏ, khe hở trung bình, khe hở lớn Trong đó, truyền có khe hở trung bình sử dụng rộng rãi 3.7.2 Vật liệu chế tạo - Việc chọn vật liệu để chế tạo bánh phụ thuộc vào điều kiện làm việc chúng Mỗi loại vật liệu thỏa mãn yêu cầu riêng, đặc biệt dùng cho chế tạo ôtô, máy kéo, máy bay, máy công cụ - Các bánh truyền lực thường chế tạo thép hợp kim Crôm 15Cr, 15CrA, 20CrA, 40Cr, 45Cr; Crôm - Niken Crôm - Môlipden 40CrNi, 35CrMoA, 18CrMnTi - Các bánh chịu tải trọng trung bình nhỏ chế tạo thép C chất lượng tốt C40, C45 gang - Các bánh làm việc với tốc độ cao mà không gây tiếng ồn làm từ chất dẻo, vải ép, da ép - Với tiến ngành luyện kim, ngày người ta chế tạo bánh từ vật liệu kim loại bột 3.7.3 Đặc điểm Ăn khớp thân khai có ưu điểm sau: - Ăn khớp thân khai chế tạo đơn giản phương pháp bao hình, tồn prophin hình thành đường cong - Ăn khớp thân khai làm việc xác thay đổi khoảng cách tâm ( giữ tỉ số truyền) giảm giá thành chế tạo lắp ráp chi tiết dạng hộp - Khi ăn khớp thân khai, hình dạng bánh khơng phụ thuộc vào bán kính đường trịn sở bánh ăn khớp với nó, bánh ăn khớp với nhiều bánh có đường kính khác nhau, đơn giản hóa vấn đề kết cấu lắp lẫn - Khi đường kính đường trịn sở lớn vơ đường thân khai trởthành đường thẳng, bánh có đường kính lớn vơ trở thành có prophin đường thẳng - Ăn khớp thân khai cho phép cắt hiệu chỉnh, có nghĩa sửa mà không cần dao chuyên dùng ( dịch chuyển dao tiêu chuẩn) 3.7.4 Nhiệt luyện -Do yêu cầu làm việc, bánh phải có độ cứng độ bền, cịn lõi bánh yêu cầu phải dẻo, dai để đảm bảo độ bền uốn chịu tải va đập, cần phải có chế độ nhiệt luyện thích hợp -Đối với nhóm bánh có độ rắn mặt HB £ 350, việc gia cơng xác bánh sau nhiệt luyện độ rắn tương đối thấp Lúc không cần phải qua nguyên công chỉnh sửa đắt tiền mài, mài nghiền - Chế độ nhiệt luyện thường cải thiện (thép C chất lượng tốt, thép hợp kim); thường hoá (thép C chất lượng thường CT51, CT61 thép C chất lượng tốt) - Đối với nhóm bánh có độ rắn mặt HB ³ 350, bánh gia công trước nhiệt luyện Lúc bánh có độ bền cao, khả tải lớn cần phải gia công lại sau nhiệt luyện để khắc phục biến dạng nhiệt luyện gây - Với bánh có mơđun kích thước nhỏ thường tơi thể tích Tuy nhiên, phương pháp làm tăng độ bền lại làm giảm độ dẻo, dai lõi nên thường dùng thấm than, thấm Ni, thấm Cyanua thay cho tơi thể tích - Với bánh có mơđun kích thước lớn thường dùng cao tần Tôi cao tần tức dùng dịng điện có tần số cao (có thể lên đến 20.000 Hz) để đốt nóng bề mặt làm nguội nhanh, lúc lõi bánh chưa kịp nóng nên đảm bảo độ dẻo, dai ban đầu cịn bề mặt độ bền, độ cứng tăng lên cao, độ bóng bề mặt khơng giảm nhiều, biến dạng bé Tuy nhiên, cao tần có giá thành cao nên thường dùng sản xuất hàng loạt lớn, hàng khối Ngoài ra, người ta cịn dùng phương pháp gia cơng bề mặt lượng cao tia laser, plasma 3.7.5 Yêu cầu kỹ thuật Ngoài yêu cầu độ xác cắt răng, quy trình cơng nghệ chế tạo bánh cần đảm bảo yêu cầu kỹ thuật sau đây: - Độ không đồng tâm mặt lỗ đường tròn sở (vòng chia) nằm khoảng 0,05 ¸ 0,1 mm - Độ khơng vng góc mặt đầu tâm lỗ nằm khoảng 0,01 ¸ 0,015 mm 100 mm đường kính - Mặt lỗ cổ trục trục gia cơng đạt độ xác cấp 7, độ nhám bề mặt Ra = 1,25 ¸ 0,63 - Các bề mặt khác gia cơng đạt cấp xác ¸ 10, độ nhám bề mặt Rz = 40 ¸ 10 - Sau nhiệt luyện đạt độ cứng 240- 280 HB, chiều sâu thấm C ¸ mm; bề mặt không gia công độ cứng thường đạt 180 ¸ 200 HB 3.8 TÌM HIỂU CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG BÁNH RĂNG Bánh chi tiết quan trọng, có độ bền tuổi thọ cao Thơng thường, bánh có biên dạng đường thân khai Về nguyên lý tạo răng, chia thành hai phương pháp gia công phương pháp định hình phương pháp bao hình: - Phương pháp định hình phương pháp cắt mà dụng cụ cắt có biên dạng lưỡi cắt rãnh Q trình cắt khơng liên tục, cắt cắt rãnh một, sau phân độ để gia cơng tiếp rãnh khác - Phương pháp bao hình phương pháp cắt mà dụng cụ cắt không cần có biên dạng lưỡi cắt rãnh Q trình cắt diễn liên tục, cắt dụng cụ cắt lăn tương đối vành bánh gia cơng quỹ tích đường bao dụng cụ cắt prôfin thân khai bánh gia cơng 3.8.1 Phương pháp định hình Theo phương pháp dụng cụ cắt có prơphin giống prophin rãnh gia công Dụng cụ cắt trường hợp dao phay modun đĩa modun ngón Trong sản xuất nhỏ sản xuất đơn phương pháp dùng để gia công bánh có cấp xác từ 11- máy phay vạn có sử dụng đầu phân độ Trong sản xuất loạt lớn sản xuất hàng khối phương pháp thực máy chuyên dùng với dụng cụ cắt chuyên dùng, suất phương pháp tăng lên rõ rệt Ví dụ cắt rãnh phương pháp chuốt vòng thực sau vòng quay với thời gian 3-5 s 3.8.1.1 Phay định hình: Phay phương pháp định hình tiến hành dao phay định hình mà prơfin phù hợp với prôfin rãnh * Răng thẳng: Dao phay định hình dùng để gia cơng bánh dao phay đĩa mơđun (hình 3.5.1a) dao phay ngón mơđun (hình 3.5.1b) Phương pháp sử dụng nhiều máy phay vạn có trang bị dụng cụ phân độ Khi gia công, chi tiết gá vào ụ phân độ, dao gá cho đường kính ngồi (dao phay đĩa mơđun) mặt đầu (dao phay ngón) trùng với đường sinh cao chi tiết Sau đó, điều chỉnh dao độ cao cho rãnh có chiều sâu theo yêu cầu (tùy theo môđun gia công) Tiến hành gia công Gia cơng xong dùng đầu phân độ để quay chi tiết góc 360 /z (với z số cần gia công) tiếp tục gia công tiếp theo, hết Đặc điểm phay định hình: - Đạt độ xác thấp (cấp 7, 8); khó khăn việc điều chỉnh xác vị trí tương đối dao vật Năng suất thấp lại đơn giản - Thường sản xuất bánh cho truyền tốc độ thấp (< m/s) Trong sản xuất hàng loạt lớn hàng khối, bánh có mơđun lớn, phương pháp dùng để gia công phá - Dao phải có biên dạng rãnh răng, nhiên rãnh lại thay đổi theo môđun số Do vậy, để đảm bảo tính kinh tế, dao phay định hình sản xuất theo 8, 15 26 với mơđun góc ăn khớp Mỗi dao dùng để sản xuất loại bánh phạm vi số định có hình dáng gần 3.8.1.2 Bào theo dưỡng Sử dụng phương pháp để gia cơng bánh răng thẳng có đường kính mơđun lớn Dưỡng có bề mặt làm việc tương đương mặt thân khai mặt bên gia cơng Phương pháp thích hợp với nhà máy chế tạo máy hạng nặng 3.8.1.3 Chuốt định hình Trong ngành ơtơ, gần thường dùng phương pháp chuốt định hình với dao chuốt hình trịn để cắt bánh có mơđun nhỏ trung bình máy chuốt chuyên dùng Phương pháp thường sử dụng sản xuất loạt lớn, hàng khối suất cao biên dạng gần thân khai Gia công bánh phương pháp chuốt định hình cho suất độ xác cao, thường dùng dạng sản xuất hàng loạt lớn hàng khối Theo phương pháp này, dao chuốt có prơfin giống prơfin rãnh Có thể chuốt rãnh nhiều rãnh lúc Sau hành trình dao, rãnh gia cơng, muốn gia cơng rãnh khác chi tiết quay góc nhờ cấu phân độ Phương pháp chuốt toàn rãnh lúc sử dụng lúc kết cấu dao phức tạp, khả thoát phoi kém, lực cắt lớn Dụng cụ cắt dao định hình với nấc lắp vào đầu chuốt Lượng nâng lưỡi cắt phụ thuộc vào chiều dày lớp phoi cắt S z , loại vật liệu bánh tốc độ cắt v, lượng nâng chọn với dao chuốt thường Lớp vật liệu phải cắt phân chia theo tổng số lưỡi cắt dụng cụ, nên tuổi thọ, tuổi bền dao lớn Song chi phí cho dụng cụ lớn nên chuốt dùng cho sản xuất lớn, bánh có mơđun lớn bánh khơng gia cơng nhiệt khơng mài 3.8.2 Gia cơng theo phương pháp bao hình 3.8.2.1 Phay lăn Phay lăn phương pháp phay bánh theo nguyên lý bao hình TÀI LỆU THAM KHẢO Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy , GS.TS Nguyễn Đắc Lộc, TH.S Lưu Văn Nhang Nxb Khoa Học Và Kỹ Thuật, Hà nội 2004 Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy , GS.TS Trần Văn Địch Nxb Khoa Học Và Kỹ Thuật, Hà nội 2004 Sổ tay công nghệ chế tạo máy, Tập , Tập 2, Tập GS.TS Nguyễn Đắc Lộc, PGS.TS Lê Văn Tiến, PGS.TS Ninh Đức Tốn, PGS.TS Trần Xuân Việt Nxb Khoa Học Và Kỹ Thuật, Hà nội 2000 Atlas đồ gá, GS.TS Trần Văn Địch Nxb Khoa Học Kỹ Thuật, Hà nội 2006 Vật liệu cơng nghệ khí , PGS.TS Hồng Tùng Nxb Giáo Dục Giáo trình sở thiết kế máy chi tiết máy, TS Trần Thọ Cơ sở chất lượng trình cắt , PGS.TS Trần Hữu Đà Dung sai lắp ghép, PGS.TS Ninh Đức Tốn Nguyên lý dụng cụ cắt , PGS.TS Trần Hữu Đà 10 Vật liệu học sở, Nghiêm Hùng Nxb Khoa Học Và Kỹ Thuật 11 Hướng dẫn tập chế tạo phôi phần đúc Nxb Khoa Học Và Kỹ Thuật 12 Kỹ thuật tiện- GS Trần Văn Địch (NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật Hà Nội 2005 13 Công nghệ chế tạo bánh – Gs.Ts Trần Văn Địch KẾT LUẬN Qua trình thực đồ án tốt nghiệp với đề tài: “ Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng khớp nối Z= 30, môđun m = 2,5 ’’ giúp em rèn luyện kỹ chuyên môn, tổng hợp kiến thức học phương diện: Rèn luyện tính tự chủ tinh thần trách nhiệm cơng việc, phát huy tính độc lập, sáng tạo ... sinh viên trường Với đề tài nhận thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng khớp nối Z=30 ,môdun m = 2,5 chuyên đề sử dụng phần mềm Master CAM lập trình gia cơng chi tiết Em vận dụng toàn kiến thức... em tồn q trình làm Em xin chân thành cảm ơn! PHẦN I: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG KHỚP NỐI RĂNG Z = 30, MÔ ĐUN M = 2,5 CHƯƠNG : GIỚI THIỆU VỀ KHỚP NỐI 1.1 CÔNG DỤNG CỦA KHỚP NỐI - Được... cần lắp khớp nối mômen xoắn T trục, tra bảng tìm khớp nối thích hợp 1.2 PHÂN LOẠI KHỚP NỐI Theo cơng dụng chia khớp nối làm ba loại lớn: Nối trục : dùng để nối cố định trục, dừng máy, tháo nối trục