lập quy trình công nghệ gia công chi tiết dạng trục

Trục thanh răng là một chi tiết quan trọng trong nhiều sảnphẩm trong ngành chế tạo máy.Trục thanh răng là chi tiết dùng chủyếu để truyền chuyển động,biến chuyển động quay thànhchuyển độn

Trang 1

tạo máy

MụC LụC

Lời nói đầu

Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là một đồ án chuyênngành chính của sinh viên ngành công nghệ chế tạo máy, nhằmcung cấp các kiến thức cơ bản để giải quyết một vấn đề tổnghợp về công nghệ chế tạo Sau khi thiết kế đồ án môn học côngnghệ chế tạo máy, sinh viên đợc làm quen với cách sử dụng tàiliệu, sổ tay, tiêu chuẩn và khả năng kết hợp so sánh những kiếnthức lý thuyết và thực tế sản xuất, độc lập trong sáng tạo để giảiquyết một vấn đề công nghệ cụ thể

Xuất phát từ tầm quan trọng đó em đợc nhận đồ án mônhọc công nghệ chế tạo máy với việc lập quy trình công nghệ giacông chi tiết dạng trục

Trong phần thuyết minh gồm có: Tính toán chi tiết gia công,xác định dạng sản xuất, xác định phơng pháp chế tạo phôi, thiết

kế quy trình công nghệ gia công chi tiết, tính thời gian gia công,tính lơng d, tính toán thiết kế đồ gá

Những giáo trình tra cứu: Công nghệ chế tạo máy (Tập 1 và2), Máy cắt kim loại, Nguyên lý cắt kim loại, đồ gá,sổ tay Atlas và

đồ gá,sổ tay công nghệ chế tạo máy(Tập 1 và 2)

Trang 2

tạo máy

Đợc sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo Nguyễn Việt Hùng,

đến nay cơ bản em đã hoàn thành nhiệm vụ của mình, tuy cònnhiều thiếu sót trong quá trình làm đồ án, em kính mong sự chỉbảo tận tình của các thày trong bộ môn để em có thể củng cốthêm kiến thức và hoàn thành tốt nhiệm vụ của mình

Chơng 1 : quy trình chế tạo chi tiết trục thanh răng

1.Phân tích chức năng làm việc của chi tiết.

Trục thanh răng là một chi tiết quan trọng trong nhiều sảnphẩm trong ngành chế tạo máy.Trục thanh răng là chi tiết dùng chủyếu để truyền chuyển động,biến chuyển động quay thànhchuyển động tịnh tiến và ngợc lại.Trục thanh răng có bề mặt cơbản cần gia công là các bề mặt trụ tròn xoay ngoài và bề mặtrăng thanh răng.Các bề mặt tròn xoay thờng dùng làm mặt lắpghép .Do vậy các bề mặt này thờng đợc gia công với các độchính xác khác nhau và cũng có nhiều bề mặt không phải giacông

Trục thanh răng là chi tiết máy thờng làm việc trong điều kiệnchịu tải trọng tĩnh và va đập cao,yêu cầu độ bền và độ daicao.Từ đó chọn vật liệu làm bằng thép hợp kim hóa tốt 40Cr cóthành phần nh sau:

C=0,360,44% Mn=0,81,0% Si=0,170,37% Ni<0,3% Cr=0,8-1,1% B=0,002-0,005%

và có cơ tính : Độ cứng HB=127;Giới hạn bền

σb=1000(N/mm2);Giới hạn chảy σc=800(N/mm2);

2.Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết.

Chi tiết gia công là chi tiết dạng trục

Trang 3

tạo máy

- Các bề mặt trục có khả năng gia công bằng các dao tiện thôngthờng

- Đờng kính các cổ trục giảm dần về hai phía

- Trong trờng hợp này then của trục chúng ta phải giữ nguyên kếtcấu

- Kết cấu của trục không đối xứng vì vậy không thể gia côngtrên máy chép hình thuỷ lực

- Để đạt cấp chính xác 7 với tỷ số giữa chiều dài và đờng kínhl/d = 420/30 < 15 nên trục đủ độ cứng vững

- Trục là trục thanh răng vì vậy bắt buộc phải nhiệt luyện vàkhả năng bị biến dạng khi nhiệt luyện là có nhng vẫn có thểchấp nhận đợc,sau nhiệt luyện có nguyên công mài tinh để

Việc chọn phôi để chế tạo trục phụ thuộc vào hình dáng ,kếtcấu và sản lợng của loại trục đó.Ví dụ đối với trục trơn thì tốtnhất dùng phôi thanh.Với trục bậc có đờng kính chênh nhau khônglớn lắm dùng phôi cán nóng

Trong sản xuất nhỏ và đơn chiếc phôi của trục đợc chế tạo bằngrèn tự do hoặc rèn tự do trong khuôn đơn giản ,đôi khi có thể

Trang 4

Đối với chi tiết trục thanh răng ta không nên chọn phôi là phôi đúcvì phôi đúc cho chất lợng bề mặt không tốt với lại chi tiết đúc th-ờng có cơ tính không cao.

Từ kết cấu của chi tiết là chỉ có một bậc trục nhỏ,hình dáng gầngiống với trục trơn,đó ta thấy rằng chọn phôi thanh là tốt nhất bởivì loại phôi này đảm bảo đợc những tiêu chuẩn nh:hình dángphôi gần với chi tiết gia công,lợng d hợp lí,nên hạn chế đợc nhợc

điểm chính của phôI thanh là tốn vật liệu,phôI có thể đợc sảnxuất hàng loạt

Trong đó:

N1 - Sản lợng sản phẩm trong một năm N1 = 10000 sảnphẩm/1 năm

m - Số lợng chi tiết nh nhau trong một sản phẩm

α - Số phần trăm chi tiết phế phẩm, α = (3 ữ 6)%, chọn α

= 4

Trang 5

6 4 1

= 11000 (chi tiết/năm)-Khối lợng chi tiết: Q1 = 2 kg có đợc bằng cách sử dụng phầnmềm SolidWorks nh sau:

Vẽ chi tiết

Dùng công cụ mass để hiện thị khối lợng chi tiết

Trang 6

tạo máy

Tra bảng 2 trang 13 sách Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy Tác giả Trần Văn Địch, ta có: Q1 = 2 (kg) < 4 (kg); N =11000(chiếc/năm)

-Đây là dạng sản xuất hàng loạt lớn

5.Chuẩn định vị để gia công chi tiết dạng trục.

Đối với các chi tiết dạng trục yêu cầu về độ đồng tâm giữa các

cổ trục là rất quan trọng.Để đảm bảo yêu cầu này,khi gia côngtrục cần phải dùng chuẩn tinh thống nhất

Chuẩn thống nhất khi gia công các chi tiết dạng trục là hai lỗ tâmcôn ở hai đầu của trục.Dùng hai lỗ tâm côn làm chuẩn có thểhoàn thành việc gia công thô và tinh hầu hết các bề mặt trục.Khi gia công tinh ta lại lấy chuẩn là hai lỗ tâm,thực hiện bằng cáchchống tâm hai đầu,trong đó có sử dụng một mũi tâm tùy

động,dùng tốc để truyền chuyển động

Khi gia công các phần khác của trục nh then,răng thanh răng thìchúng ta dùng chuẩn là mặt ngoài của trục nhng đợc thực hiện

Trang 7

tạo máy

bằng cách dùng khối V kết hợp với các chốt tỳ để khống chế đủ sốbậc tự do cần thiết

6 Lập bảng trình tự nguyên công và sơ đồ định vị.

Ta có trình tự nguyên công nh bản vẽ sơ đồ nguyên công,gồmnhững bớc sau:

1.Cắt phôi

2.Khỏa mặt đầu và khoan lỗ tâm

3.Tiện thô các mặt trụ

4.Tiện tinh các mặt trụ

5.Mài thô trục để đỡ chi tiết khi phay

13.Mài trục sau nhiệt luyện

14 Mài thô và tinh răng thanh răng

15 Tổng kiểm tra

Chơng 2 : lợng d gia công

Với đờng kính cơ bản của trục là ∅30,và sử dụng dạng phôi làphôi thanh,sau khi tra và tính toán lợng d gia công cho từngnguyên công,ta lựa chọn đờng kính phôI là ∅34.Nguyên công đợclựa chọn tính toán lợng d là nguyên công yêu cầu thiết kế đồgá,nguyên công thứ 10 phay vát mặt trên thanh răng.Nội dung

Trang 8

tạo máy

tính toán đợc trình bày ở dới.Lợng d cho từng nguyên công cụ thể

đợc tra trong Sổ tay công nghệ chế tạo máy Tập 1 nh sau:

-Lợng d phay mặt đầu với ∅30 và L=420 thì chọn a=2,0 mm

-Với ∅30 thì chọn:Lợng d tiện thô a=1,15;Lợng d tiện tinha=0.55(Bảng 3-120);Lợng d để mài a=0.3(Bảng 3-122) với a là lợng

d về một phía

-Với ∅24 thì chọn:Lợng d tiện thô a=4.45(nhiều đờng chạy ợng d tiện tinh a=0.55(Bảng 3-120) với a là lợng d về một phía.-Lợng d để mài răng,với môđun m=2 thì lợng d 2 phía là 2a=0,12(Bảng 3-145)

Nội dung tính toán lợng d cụ thể cho nguyên công 8:sau khi màitrục thì lợng d tổng cộng cho nguyên công phay vát mặt trênthanh răng là 2 mm.Ta cần tính toán lợng d cho các bớc phaythô,phay tinh cụ thể.Cần chú ý là nguyên công sát trớc tác độnglên nguyên công 8 phải là nguyên công 5,nguyên công mài

Sử dụng công thức trong Bảng 9 Sách TKDACNCTM để tính lợng

d gia công tinh:

Trang 9

5=k.L trong đó L là chiều dài chi tiết tính bằng mét,L=0.42;k là

độ cong vênh giới hạn phôI trên 1mm chiều dài.Tra bảng 15 với ∅30

Trang 10

tạo máy

Chơng 3 : chế độ cắt và thời gian gia công cơ bản

Nguyên công 8 phay vát mặt trên thanh răng là nguyên công đợclựa chọn để thiết kế đồ gá và tính toán lợng d nên nguyên côngnày cũng đợc sử dụng để tính toán chế độ cắt.Các nguyên côngcòn lại đợc tra chế độ cắt trong sổ tay công nghệ chế tạo máy

Nguyên công 1:Cắt phôi

1 Sơ đồ gá đặt

Chi tiết gia công đợc định vị trên hai khối V ngắn định vị 4 bậc

tự do,gồm 2 bậc di chuyển và 2 bậc xoay quanh các trụcOx,Oy.Ngoài ra để chống sự dịch chuyển theo chiều dọc trục Oz

ta dùng một cữ chặn di động để định vị bậc tự do thứ năm

2.Chọn máy

Ta chọn máy gia công là máy ca đĩa 8Γ642 có các thông số sau:

Đờng kính ca đĩa 510 mm

Chiều dày ca đĩa 4-5mm

Đờng kính lớn nhất của thah tròn cắt đợc 160mm

Chiều dài phôI cắt đợc theo đầu tỳ 20-1500mm

Số vòng quay trục chính 21(vg/ph)

3,78-Lợng chạy dao 8-500(mm/ph)

Trang 11

+hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của ca k1=1

+hệ số phụ thuộc vào cơ tính của vật liệu gia công k2=0,75Vậy tốc độ tính toán là Vtt=k1.k2.V=1.0,75.32=24(m/ph)

Số vòng quay của trục chính theo tính toán là:

Theo máy ta chọn đợc nm=14(vg/ph)

Nh vậy tốc độ cắt thực tế là:

Lợng chạy dao Sph=Sz.z.nm=0,15.72.15=162 (mm/ph)

Theo máy ta chọn Sph=150(mm/ph)

4.Thời gian nguyên công cơ bản

Thời gian ca đợc tính theo công thức:

Trang 12

tạo máy

Trong đó:

+Đờng kính gia công D=30mm

+Khoảng chạy dao tới L1=2mm

+Khoảng chạy dao quá L2=2mm

Nguyên công 2:Phay mặt đầu và khoan tâm

Chi tiết gia công đợc định vị trên hai khối V ngắn định vị 4 bậc

tự do,gồm 2 bậc di chuyển và 2 bậc xoay quanh các trụcOx,Oy.ngoài ra để chống sự dịch chuyển theo chiều dọc trục tadùng một cữ chặn di động để định vị bậc tự do thứ năm

2.Chọn máy

Ta chọn máy gia công là máy phay và khoan tâm có kí hiệu 71M,có các thông số:

MP-Đờng kính gia công 25-125(mm)

Chiều dài chi tiết gia công 200-500(mm)

Giới hạn chạy dao của dao phay 20-400(mm/ph)

Số cấp tốc độ của dao phay 6

Giới hạn số vòng quay của dao phay 125-712(vòng/phút)

Số cấp tốc độ của dao khoan 6

Giới hạn số vòng quay của dao khoan 238-1125(vg/ph)

Trang 13

Khi gia công mặt đầu ta chọn chiều sâu cắt t=2mm

Bảng 5-125 ,ta chọn bớc tiến dao Sz=0,13(mm/răng)

Lợng chạy dao vòng S0=Sz.Z=0,13.5=0,65(mm/vòng)

Bảng 5-126 ta chọn tốc độ cắt V =316(m/ph)

Các hệ số hiệu chỉnh :

-Hệ số phụ thuộc vào cơ tính của thép k1=0,79

-Hệ số phụ thuộc vào mác hợp kim cứng k2=1

-Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công k3=0,9

Nh vậy tốc độ tính toán là Vt= k1 k2 k3 V=0,79.1.0,9.316

=224,7(m/ph)

Trang 14

Chọn chiều sâu cắt t=2,5mm

Bảng 5-86 ,ta chọn bớc tiến dao S=0,2(mm/vg)

Và tốc độ cắt V =32(m/ph)

-Hệ số phụ thuộc vào trạng thái thép k1=1,1

-Hệ số phụ thuộc vào mác vật liệu mũi khoan k2=1,0

Nh vậy tốc độ tính toán là Vt=k1.k2.V=1,1.1,0.32 =35,2(m/ph)

Theo máy ta chọn đợc nm=1125(v/ph)

Trang 15

tạo máy

4.Thời gian gia công cơ bản

+Thời gian phay mặt đầu

Trong đó :

Chiều dài bề mặt gia công L=30 mm

Chiều dài ăn dao L1=

2)(D−t +

t

==

2)280(

=14,5 mm Chiều dài thoát dao L2=3 mm

Trang 16

tạo máy

quanh các trục Ox,Oy.Sử dụng tốc để truyền momen chuyển

động cho trục,luynet để tăng cứng vững khi tiện

2-Chọn máy

Chọn máy tiện T620.Các thông số của máy:

Đờng kính gia công lớn nhất : Dmax=400mm

Khoảng cách giữa hai mũi tâm :1400mm

Các thông số của máy tiện T620 :

Trang 17

-HÖ sè phô thuéc vµo gãc nghiªng chÝnh k1=0,82

-HÖ sè phô thuéc vµo tr¹ng th¸i bÒ mÆt k2=0,8

-HÖ sè phô thuéc vµo m¸c hîp kim cøng cña dao k3=1

Vt=k1.k2.k3.V=0,82.0,8.1.144=94,5(m/ph)

Trang 18

-HÖ sè phô thuéc vµo gãc nghiªng chÝnh k1=0,82

-HÖ sè phô thuéc vµo tr¹ng th¸i bÒ mÆt k2=0,8

Vt=k1.k2.k3.V=0,82.0,8.1.144=94,5(m/ph)

Sè vßng quay cña trôc chÝnh theo tÝnh to¸n lµ:

Trang 19

tạo máy

Theo máy ta chọn đợc nm=1250(v/ph)

Theo máy ta chọn Sm=0,4mm

Bớc 3:Tiện thô nửa trục ∅30 còn lại

Chọn chế độ cắt giống nh nguyên công tiện thô ∅30 ở trên

Bớc 4:Tiện thô góc vát 2x45 o

Thời gian cơ bản khi tiện :

+Thời gian cơ bản khi tiện thô đạt kích thớc ∅24

(hệ số 2 chỉ hai đờng chạy dao)L=60mm;L1=2mm

Trang 20

tạo máy

+Thời gian cơ bản khi tiện thô nủa trục còn lại đạt kích thớc ∅30

T03= S n

L L

5.Kiểm nghiệm công suất

Bảng 5-68 ta có công suất yêu cầu là 2,6 kW nhỏ hơn công suất7kW của máy nên bảo đảm an toàn làm việc

Nguyên công 4:Tiện tinh các mặt trụ

Chi tiết đợc định vị bằng cách chống tâm hai đầuhạn chế 5 bậc

tự do,gồm 3 bậc di chuyển quanh Ox,Oy,Oz và 2 bậc xoay quanhcác trục Ox,Oy.Sử dụng tốc để truyền momen chuyển động chotrục,luynet để tăng cứng vững khi tiện

Trang 21

tạo máy

2-Chọn máy

Số cấp tốc độ trục chính : 23

Trang 22

Khi gia công tinh ∅ chọn chiều sâu cắt t=0,55mm

Bảng 5-62 ,ta chọn bớc tiến dao s=0,25 (mm/vg)

Bảng 5-64 ta chọn tốc độ cắt V=182(m/ph)

-Hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng chính k1=0.92

-Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt k2=0.8

-Hệ số phụ thuộc vào mác hợp kim cứng của dao k3=1

Vt=k1.k2.k3.V=0,92.0,8.1.182=134(m/ph)

Trang 23

-HÖ sè phô thuéc vµo gãc nghiªng chÝnh k1=0.92

-HÖ sè phô thuéc vµo tr¹ng th¸i bÒ mÆt k2=0.8

Trang 24

tạo máy

Theo máy ta chọn Sm=0,26mm

Bớc 3:Tiện tinh nửa trục ∅30 còn lại

Thời gian cơ bản khi tiện :

+Thời gian cơ bản khi tiện tinh đạt kích thớc ∅24

Trang 25

tạo máy

Thời gian cơ bản của nguyên công tiện thô là:

T0=T01+T02+T03=0,16+0,58+0,59=1,33(phút)

Bảng 5-68 ta có công suất yêu cầu là 2,9 kW nhỏ hơn công suất7kW của máy nên bảo đảm an toàn làm việc

Nguyên công 5:Mài trụcđể đỡ chi tiết khi phay

Chi tiết đợc định vị bằng cách chống tâm hai đầu hạn chế 5bậc tự do,gồm 3 bậc di chuyển quanh Ox,Oy,Oz và 2 bậc xoayquanh các trục Ox,Oy.Sử dụng tốc để truyền momen chuyển

động cho trục

2-Chọn máy

Chọn máy mài 3A151.Các thông số của máy:

Chiều dài gia công lớn nhất :750mm

Đờng kính đá mài : 450

Số vòng quay trục chính :1080;1240(vg/ph)Tốc độ của bàn máy :0,1-6(mm/vg)

Trang 26

B¶ng 5-204 ,ta chän lîng ch¹y dao ngang Sct=1,84(mm/ph )

Sè vßng quay cña chi tiÕt nct=250(vßng/ph)

Trang 27

Bảng 5-205 ta có công suất yêu cầu là 6,3 kW nhỏ hơn công suất7,5kW của máy nên bảo đảm an toàn làm việc

Nguyên công 6:Tiện ren

Chi tiết đợc định vị bằng cách chống tâm hai đầu hạn chế 5bậc tự do,gồm 3 bậc di chuyển quanh Ox,Oy,Oz và 2 bậc xoayquanh các trục Ox,Oy.Sử dụng tốc để truyền momen chuyển

động cho trục

2.Chọn máy

Số cấp tốc độ trục chính : 24

Giới hạn vòng quay trục chính :12,5-2000(vg/ph)

Trang 28

Chọn dao tiện ren hắn mảnh hợp kim cứng T15k6

Theo bảng 4-12 STCNCTM I ,ta chọn kích thớc của dao nh sau: =600;h=25;b=16;L=140;n=4;l=8;

+Chế độ cắt:

Khi gia công ren chọn bớc tiến dao bằng bớc ren S=1,5(mm/vg) và tốc độ cắt V=14(m/ph)

-Hệ số phụ thuộc vào độ chính xác ren yêu cầu k1=1

-Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công k2=0.9

Định dạng
Số trang	51
Dung lượng	888,98 KB