thiết kế quy trình công nghệ và các trang thiết bị cần thiết để gia công chi tiết bánh răng nghiêng trong cơ cấu quấn sợi của nhà máy dệt

Đề tài mà em đợc giao là thiết kế quy trình công nghệ và các trang thiết bị cần thiết để gia công chi tiết bánh răng nghiêng trong cơ cấu quấn sợi của nhà máy dệt .Đây là một đề tài mang

Lời nói đầu

Công nghệ chế tạo máy là một ngành then chốt, nó đóng vai trò quyết định trong sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nớc Nhiệm

vụ của công nghệ chế tạo máy là chế tạo ra các sản phẩm cơ khí cho mọi lĩnh vực của ngành kinh tế quốc dân, việc phát triển ngành công nghệ chế tạo máy đang là mối quan tâm đặc biệt của Đảng nhà nớc ta Chính vì thế yêu cầu về mặt kiến thức của mỗi sinh viên khi ra tr ờng rất cao Trong quá trình học tập và thực tập mỗi sinh viên đã đợc tiếp thu học hỏi rất nhiều kiến thức quan trọng và từ đó có kiến thức vững vàng trong công việc

Đề tài mà em đợc giao là thiết kế quy trình công nghệ và các trang thiết bị cần thiết để gia công chi tiết bánh răng nghiêng trong cơ cấu quấn sợi của nhà máy dệt Đây là một đề tài mang tính thực tế cao, nhằm gia công chi tiết của cơ cấu với đòi hỏi độ chính xác cao với chất lợng

tốt, góp phần giảm chi phí sản xuất khi phải nhập của nớc ngoài Điều này rất quan trọng vì trong tình hình kinh tế nớc ta còn đang còn khó khăn hơn nữa chúng ta chủ động trong sản xuất

Trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp, đợc sự hớng dẫn tận tình của Thầy giáo PGS– TS: Nguyễn Trọng Bình và các Thầy, cô giáo trong bộ môn Công nghệ chế tạo máy kết hợp với những kiến thức đã tích luỹ đợc trong quá trình học tập và rèn luyện tại trờng em đã hoàn thành đề tài đợc giao

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hớng dẫn và các thày cô trong Khoa Cơ khí nói chung và các thầy cô giáo trong bộ môn Công nghệ Chế tạo máy nói riêng đã truyền thụ kiến thức cũng nh nhiệt tình hớng dẫn chỉ bảo, giúp đỡ và đóng góp ý kiến cho đồ án này của Em

Với cố gắng cao nhất của bản thân nhng thể tránh khỏi những thiếu sót khi thực hiện đề tài Tốt nghiệp này Em kính mong đợc sự quan tâm và giúp

đỡ của các thầy cô giáo trong bộ môn

Em xin trân trọng cám ơn!

Hà nội ngày tháng 10 năm 2003

Sinh viên

Lơng Văn Chuyền

Phân tích chi tiết gia công và xác định dạng

sản xuất

I Phân tích yêu cầu kỹ thuật (chức năng và điều kiện làm việc) của chi tiết.

1.25 B

2.5

0.03 B

β

B 0.03 B 0.015 C

0.63

Chi tiết cần gia công chế tạo là Chi tiết bánh răng nghiêng , có nhiều

bề mặt làm việc bao gồm cả mặt trong và mặt ngoài Mặt ngoài bao gồm bánh răng và các mặt trụ bậc , bánh răng có nhiệm vụ truỳên chuyển động cho các cơ cấu chuyển động có liên quan khác trong máy dệt Để làm nhiệm

vụ cuốn sợi Mặt trụ trong của lỗ ∅52 đợc lắp ghép với vòng bi , mặt trụ

trong của lỗ ∅30 còn tham gia lắp chặt với ống thép để làm ống cốt cho cọc

sợi

Từ những yêu cầu và chức năng làm việc của chi tiết bánh răng trên khi gia

công chế tạo chi tiết cần chú ý các yêu cầu kỹ thuật sau :

+ Đảm bảo độ đồng tâm giữa tâm của chi tiết và đờng tâm lỗ ∅52,

∅30 : 0,03mm

+ Đảm bảo độ đồng tâm giữa tâm của chi tiết và đờng tâm của đờng

kính đỉnh răng , đờng kính chân răng và đờng kính vòng chia của bánh răng

+ Độ không vuông góc của tâm lỗ ∅30 so với mặt vai lắp vòng bi

< 0,05 mm trên suốt chiều dài lỗ

+ Đảm bảo các lỗ ∅5 , ∅15 (hai lỗ ren ) và một lỗ ∅9 cùng nằm trên

một mặt phẳng và đối xứng nhau qua đờng tâm của chi tiết

+ Lỗ ∅5 và lỗ ren M6 phải thông với nhau cùng nằm trên một mặt

phẳng

Thành phần hoá học của vật liệu gia công chi tiết Thành phần chủ yếu

của gang xám 21- 40 nh sau :

Giới hạn bền uốn (Kg/mm 2 )

Giới hạn bền nén (Kg/mm 2 )

Độ võng uốn khi khoảng cách giữa cảc trục HB

Dạng kích

th-ớc của Graphit 600mm 300mm

II Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết :

Để phân tích đợc tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết , nghĩa là ta đa về

góc độ chế tạo để xem xét kết cấu của chi tiết đó có thuận lợi cho việc gá đặt

,đo lờng , kiểm tra trong quá trình chế tạo hay không Việc kiểm tra lại tính công nghệ trong kết cấu ở đây nhằm đảm bảo việc tiêu hao kim lọai ít ,khối lơng gia công và lắp ráp là ít nhất , do đó giá thành sẽ giảm trong một điều kiện sản xuất nhất định Sau đó mới xác định số lợng sản phẩm cần chế tạo

Từ những u điểm trên của việc phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết và quá trình phân tích ,nghiên cứu bản vẽ,cần lu ý một số điểm nh sau :

- Do sự tiếp xúc giữa trụ và mặt lỗ ∅30 trong quá trình làm việc tạo ra nhiệt làm nóng chi tiết , do vậy cần thiết kế hệ thống bôi trơn , hệ thống làm mát một cách hợp lý

- Lỗ ∅5 khó khăn trong quá trình gia công từ đó chúng ta phải thiết kế

đồ gá chuyên dùng cho nguyên công này

- Trong bản vẽ chi tiết lỗ ren M6 có tác dụng bắt chặt để cố định chốt

∅5 và bắt vú mỡ bôi trơn vòng bi đều xiên góc và đối xứng nhau nên

để gia công trên cùng một đồ gá

- Trong bản vẽ chi tiết lỗ ∅15 , ∅5 và hai lỗ ren M6 cùng nằm trên một mặt phẳng do vậy ta phải dùng Ê -Tô phân độ để đánh dấu tâm các lỗ cho đảm bảo chúng đối xứng nhau và cùng nằm trên cùng một mặt phẳng

N : Số chi tiết đợc sản xuất trong một năm

m : Số chi tiết trong một sản phẩm m = 1

β : Số chi tiết chế tạo thêm để dự trữ β = 6 %

Q : Trọng lợng của chi tiết (Kg)

γ : Trọng lợng của vật liệu làm nên chi tiết γgang = 6.8 (Kg/dm3 )

V : Thể tích của vật của chi tiết (dm3)

- Tính thể tích V:

V = V1 + V2 + V3 + V4 – ( V5 + V6 )

+ Tính thể tích phần trụ có đờng kính ∅110.5 ( V1 )

V1 = 3.14 x R2 x h = 3.14 x ( 1.105/2)2 x 0.19 = 0.182116 ( dm3 ) + Tính thể tích cho phần trụ có đờng kính ∅85 (V2 )

V2 = 3.14 x ( 0.85 / 2 )2 x 0.17 = 0.096417 ( dm3) + Tính thể tích phần trụ có đờng kính ∅75 (V3)

V3 = 3.14 x ( 0.75 /2 )2 x 0.39 = 0.172209 ( dm3) + Tính thể tích của phần trụ có đờng kính ∅41.8 (V4)

V4 = 3.14 x ( 0.418 / 2 )2 x 0.37 = 0.050748 (dm3) + Tính thể tích phần lỗ trụ ∅40 ( V5)

V5 = 3.14 x ( 0.40 / 2 )2 x 0.54 = 0.067824 (dm3) + Tính thể tích phần lỗ trụ có đờng kính ∅25 (V6)

V6 = 3.14 x ( 0.25 / 2 ) x 0.66 = 0.032381 (dm3)

⇒ V = 0.182116 + 0.096417 + 0.172209 + 0.050748 – (0.067824 + 0.032381 )

Xác định pơng pháp chế tạo phôi và thiết kế bản

vẽ chi tiết lồng phôi

Căn cứ vào những đặc tính của phơng pháp đúc , kết cấu của chi tiết , vật liệu , điều kiện kỹ thuật và dạng sản xuất Tra bảng 3 –1 [ I ] ta chọn phơng pháp chế tạo phôi là phơng pháp đúc trong khuôn cát , làm khuôn bằng máy, mẫu gỗ Đạt cấp chính xác cấp II

Trong khi đúc phôi , để thành phần hoá học của phôi đúc đợc đồng nhất ,không bị rỗ khí , không bị lẫn tạp chất , khuôn có kết cấu nh hình vẽ để

xỉ và tạp chất nổi lên tập trung ở đậu ngót và bề mặtđầu không đòi hỏi yêu cầu kỹ thuật cao

II ThiÕt kÕ b¶n vÏ chi tiÕt lång ph«i :

thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết

Trớc khi đi vào sản xuất , bất cứ một sản phẩm nào cũng đều phải trải qua giai đoạn chuẩn bị sản xuất , giai doạn này rất quan trọng và chiếm nhiều thời gian

Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết là nội dung cơ bản của giai

đoạn chuẩn bị sản xuất Ngày nay do sự phát triển của khoa học kỹ thuật ,

đặc biệt là việc ứng dụng tin học vào lĩnh vực công nghệ đã rút ngắn đợc thời gian chuẩn bị sản xuất một cách đáng kể , mau chóng tạo ra các sản phẩm mới , đáp ứng kịp thời nhu cầu thị trờng

Từ những yêu cầu trên , khi thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết ta phải thực hiện qua các bớc sau :

I Xác định đờng lối công nghệ :

Trong các dạng sản xuất hàng loạt , quy trình công nghệ đợc xây

dựng theo nguyên tắc phân tán nguyên công hoặc tập trung nguyên công Từ những yêu cầu kỹ thuật , dạng sản xuất , điều kiện sản xuất , thì đờng lối công nghệ thích hợp nhất là phân tán nguyên công (ít bứơc công nghệ trong một nguyên công )

Khi chọn đờng lối công nghệ là phân tán nguyên công , thì chúng ta có thể chuyên môn hoá đợc quy trình công nghệ để đạt năng suất cao , hạ giá thành sản phẩm , giảm thời gian gia công chi tiết

Trong quá trình sản xuất có một số nguyên công ta phải dùng phơng án gia công một vị trí , một dao và gia công tuần tự (đờng lối công nghệ là tập trung nguyên công )

II Chọn pơng pháp gia công :

Sau khi nghiên cứu kỹ chi tiết ta bắt đầu phân chia các bề mặtgia công

và chọn phơng án gia công thích hợp để đạt độ chính xác và độ bóng theo yêu cầu bản vẽ chi tiết đợc giao , em đã chọn phơng án gia công nh sau : Khi gia công phần mặt đầu và phần trụ ngoài có đờng kính ∅110.5 từ dung sai 0.05 và cấp độ bóng là 5 vậy theo bảng 4[3] chọn đợc phơng pháp gia công lần cuối là tiện tinh

- Tiện thô từ đờng kính ∅114.5 đạt đờng kính ∅111,5

- Tiện tinh đạt dờng kính ∅110,5

Gia công các bề mặt ngoài còn lại của chi tiết : phơng pháp là tiện thô và tiện bán tinh

Gia công các đờng kính trong ∅44 ; ∅52 ; ∅60 vát mép và xấn rãnh Phơng pháp là tiện thô và tện bán tinh ( lu ý lỗ ∅52 phải mài tròn )

Gia công các đờng kính trong ∅29 ; ∅30 ; ∅36 và vát mép , xấn rãnh Phơng pháp là tiện thô và tiện bán tinh ( lỗ ∅30 phải mài tròn trong )

Phay răng Chọn phơng pháp gia công trên máy phay lăn răng

Ta rô hai lỗ ren M6 Phơng pháp gia công thủ công , gia công bằng tay

III Lập tiến trình công nghệ :

Nhiệm vụ chính trong giai đoạn này là xác định thứ tự các nguyên công

để gia công các bề mặt của chi tiết đó là tiến trình công nghệ Khâu này rất quan trọng nó quyết định đến năng suất và chất lợng của sản phẩm

Nguyên công 1 : Chế tạo phôi bằng phơng pháp đúc

- Bớc 3: Khoả mặt đầu đờng kính ∅43

- Bớc 4: Tiện thô mặt đầu đờng kính ∅ (76 – 43)

- Bớc 5: Tiện thô mặt đầu đờng kính ∅ (86 –76)

- Bớc 6: Tiện bán tinh đờng kính ∅41,8

- Bớc 7 : Tiện bán tinh đờng kính ∅75

- Bớc 8 : Tiện bán tinh đờng kính ∅85

- Bớc 9 : Tiện xấn rãnh

- Bớc 10 : Vát mép

Nguyên công 6 : Tiện thô , tiện bán tinh và vát mép các lỗ trong

- Bớc 1: Tiện thô đờng kính ∅50

- Bớc 2: Tiện thô đờng kính ∅57,5

- Bớc 3 : Tiện bán tinh đờng kính ∅60

- Bớc 4: Tiện bán tinh đờng kính ∅51,6

- Bớc5 : Tiện bán tinh đờng kính ∅29,6

- Bớc 6 : Xấn rãnh

- Bớc 7 : Vát mép

Nguyên công 7 : Mài tròn trong đờng kính ∅52

Mài đờng kính ∅51,6 để đạt đờng kính ∅52

Nguyên công 8 : Tiện tinh các mặt ngoài

Tiện tinh để đạt đờng kính 110,5

Nguyên công 9 : Khoan ba lỗ ∅9

Nguyên công 10 : Khoan lỗ ∅5

Nguyên công 11 : Phay lỗ ∅15

Nguyên công 12 : Khoan hai lỗ ∅5,2 để chuẩn bị cho ta rô ren M6

Nguyên công 13 : Ta rô ren hai lỗ ren M6

Nguyên công 14 : Mài tròn trong đờng kính ∅30

Mài từ đờng kính ∅29.6 để đạt đờng kính ∅30

Nguyên công 15 : Phay răng

Nguyên công 16 : Kiểm tra sai lệch độ đồng tâm của đờng tâm mặt trụ

∅52 và ∅30 Tổng kiểm tra

Nguyên công 17 : Nhuộm đen chi tiết bánh răng

Nguyên công 18 : Bao gói

Chän m¸y : Dïng m¸y tiÖn v¹n n¨ng 1K62

Chän dao : Dïng dao tiÖn ngoµi th©n cong cã g¾n m¶nh hîp kim cøng BK8 cã chiÒu réng lìi c¾t a = 8mm

LÊy theo vËn tèc vßng cña m¸y 1K62 : n m¸y = 160 vßng / phót

VtÝnh = Vtr × K1 × K2 × K3× K4

= 87 × 0,92 × 0,83 × 1 × 0.84 = 55,8 ( m / ph )

VËn tèc c¾t Vc :

m

c

n 3,14 DV

Vtính = 138 x 0,92 x 0,83 x 1 x 0,85 x 1 = 71,66 ( vòng /phút ) Vận tốc vòng tính đợc là :

Vận tốc cắt Vc :

m

c

n 3,14 DV

+ Cắt đứt hoàn toàn : Hệ số phụ thuộc tỷ lệ đờng kính gia công

ban đầu và cuối cùng K4 = 1 ( Bảng 5 –73a STCNCTM [2]T /64 )

+ Dao cã g¾n m¶nh hîp kim cøng BK8 : HÖ sè phô thuéc nh·n hiÖu hîp

Nguyªn c«ng 5: TiÖn th« , tiÖn b¸n tinh , v¸t mÐp vµ x¸n r·nh c¸c bÒ mÆt cßn l¹i

- Chän m¸y : Dïng m¸y tiÖn v¹n n¨ng 1K62

- Chän dao : Dao tiÖn ngoµi ph¶i cã g¾n m¶nh hîp kim cøng BK8

B

íc 1: TiÖn th« φ 43

- Chän dao : Dao tiÖn ngoµi cã g¾n m¶nh hîp kim cøng BK8

2 76 79

=

+ Cắt đứt hoàn toàn : Hệ số phụ thuộc tỷ lệ đờng kính gia công ban

đầu và cuối cùng K4 = 1 ( Bảng 5-73a[2] trang 64 )

Vận tốc cắt tính đợc :

05 , 45 1000 1000

ph vg D

VËn tèc c¾t :

) / ( 531 , 42 1000

43 14 , 3 315

D n

Lîng ch¹y dao S : Stra = 0,24 - 0,27 mm / vßng

Lîng ch¹y dao lÊy theo m¸y 1K62 : S = 0,25 mm / vßng

+ Bề mặt phôi đúc có vỏ cứng : Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt phôi

+ Dao có tuổi bền trung bình là 90 phút : Hệ số phụ thuộc chu kỳ của dao

K1 = 0,92 ( Bảng 5-74 Sổ tay CNCTM [2] T/66)

+ Dao có gắn mảnh hợp kim cứng BK8 : Hệ số phụ thuộc nhãn hiệu hợp kim cứng K2 = 0,83 ( Bảng 5-74 Sổ tay CNCTM [2] T/66)

+ Gia công không đợc làm lạnh : Hệ số phụ thuộc sự làm lạnh

84 , 147 76

14 , 3

28 , 35 1000 1000

ph vong D

ì

ì

= Π

ì

ì

=

+ Dao cã tuæi bÒn trung b×nh lµ 90 phót : HÖ sè phô thuéc chu kú cña dao

=

- ChiÒu s©u c¨t : t = 0,5 mm

)/(

28,5477

,4114,3

66,7110001000

ph vong D

ph m D

n m y

/47,651000

7,4114,35001000

66 , 71 1000 1000

ph vg D

VËn tèc c¾t :

70 , 654 ( / )

1000

75 14 , 3 300

D n

Zb =D d 0 , 5mm

2 85 86

- Chän dao : Dao tiÖn v¸t mÐp cã g¨n m¶nh hîp kim cøng BK8.

- ChiÒu s©u c¾t lín nhÊt : t = 1,35 mm

- Lîng ch¹y dao S : TiÕn dao b»ng tay

- VËn tèc c¾t : LÊy theo bíc tiÖn mÆt ®Çu

B

íc 11 : XÊn r·nh :

- Chän dao : Dao tiÖn XÊn r·nh cã g¨n m¶nh hîp kim cøng BK8

- ChiÒu s©u c¾t lín nhÊt : t = 6,6 mm

- Lîng ch¹y dao S : TiÕn dao b»ng tay

- VËn tèc c¾t : LÊy theo bíc tiÖn mÆt ®Çu

Nguyên công 6 : Tiện thô, tiện bán tinh, vát mép, xấn rãnh các lỗ trong :

S

20

49,7 78

106 ±0,1

n

17 40,3 ±0,02

37,3 3

S

- Định vị : Chi tiết đợc định vị bằng mặt trụ ngoài và phần vai của chi tiết dùng mâm cặp ba chấu tự định tâm

- Kẹp chặt : Dùng mâm cặp ba chấu tự định tâm, phơng lực kẹp vuông góc với đờng tâm chi tiết

- Chọn máy : Dùng máy tiện vạn năng 1K62

- Chọn dao : Dùng dao tiện khoả mặt đầu có gắn mảnh hợp kim cứng và dao tiện lỗ có góc nghiêng chính 450gắn mảnh hợp kim cứng và dao xấn rãnh trong có chiều rộng cắt 2 - 3 mm

- ChiÒu s©u c¨t : t = 3 mm.

- Lîng ch¹y dao S :

Str = 0,25 - 0,35 mm / vßng ( B¶ng 5-60 Sæ tay CNCTM [2] T /52 ) LÊy theo lîng ch¹y dao ngang cña m¸y 1K62

+ Dao cã tuæi bÒn trung b×nh lµ 90 phót : HÖ sè phô thuéc chu kú cña dao

2 6 51 5 58

=

Sm¸y = 0,4 mm / vßng.

- VËn tèc c¾t Vc :

- VËn tèc tra Vtr = 177 ( m / phót ) ( B¶ng 5-65 Sæ tay CNCTM [2] T /57 ) C¸c hÖ sè ®iÒu chØnh :

+ Dao cã tuæi bÒn trung b×nh lµ 90 phót : HÖ sè phô thuéc chu kú cña dao

82 , 527 6

, 51 14 , 3

52 , 85 1000 1000

ph vong D

)/(01,811000

6,5114,3500

VËn tèc c¾t : Vc

VËn tèc tra Vtr = 140 m / phót

C¸c hÖ sè ®iÒu chØnh :

) / ( 9 , 573 60

14 , 3

125 , 108 1000 1000

ph vong D

+ Dao cã tuæi bÒn trung b×nh lµ 90 phót : HÖ sè phô thuéc chu kú cña dao

- Lợng chạy dao S :

Stra = 0,20 – 0,24 mm / vòng ( Bảng 5 -72 Sổ tay CNCTM [2] T /64 ).Lấy theo lợng chạy dao của máy nmáy = 0,22 mm/vòng

- Vận tốc cắt : Vc :

- Vận tốc tra Vtr = 59 m / phút ( Bảng 5 -74 Sổ tay CNCTM [2] T /65 ).Các hệ số điều chỉnh :

+ Dao có tuổi bền trung bình là 90 phút : Hệ số phụ thuộc chu kỳ của dao

K1 = 0,92 ( Bảng 5 -65 Sổ tay CNCTM [2] T /57 )

+ Dao có gắn mảnh hợp kim cứng BK8 : Hệ số phụ thuộc nhãn hiệu hợp

kim cứng K2 = 0,83 ( Bảng 5 -65 Sổ tay CNCTM [2] T /57 ) + Gia công không đợc làm lạnh : Hệ số phụ thuộc sự làm lạnh

- VËn tèc c¾t : Vc :

VËn tèc tra Vtr = 62 m / phót ( B¶ng 5 -74 Sæ tay CNCTM [2] T /65 ) C¸c hÖ sè ®iÒu chØnh :

+ Dao cã tuæi bÒn trung b×nh lµ 90 phót : HÖ sè phô thuéc chu kú cña dao