Gia công chi tiết bánh răng côn xoắn

Tính toán thiết kế chế tạo bánh răng côn xoắn ( Đồ án công nghệ chế tạo máy)Hiện nay do các nước đang phát triển vẫn sử dụng rất nhiều máy móc, thiết bị công nghiệp cũ và vấn đề phụ tùng của các máy móc này luôn là vấn đề được quan tâm của các doanh nghiệp, bởi các thiết bị thay thế cho các máy móc này ngày càng trở nên khó tìm hoặc nếu có tìm mua được nhưng cũng phải có giá rất cao.

1 Lời nói đầu Hiện nay, cơng nghiệp hố, đại hoá đất nước mục tiêu hàng đầu Đảng Nhà nước, ngành khí nói chung ngành chế tạo máy nói riêng giữ vai trò quan trọng việc giải vấn đề cụ thể thường gặp sản xuất , sửa chữa sử dụng Trong sinh viên lớp lao động kế cận đất nước Để đánh giá lực sinh viên đồ án tốt nghiệp chương trình tổng hợp chun mơn đào tạo Đối với ngành khí chế tạo máy đồ án tốt nghiệp có vị trí quan trọng người cán kỹ thuật thiết kế, chế tạo loại máy trang thiết bị khí nhằm phục vụ ngành kinh tế : công nhgiệp, nông nghiệp , giao thông vận tải , điện lực… Mục đích đồ án tạo cho người công nhân, cán kỹ thuật nắm vững vận dụng có hiệu phương pháp thiết kế, xây dựng quản lý trình chế tạo sản phẩm khí, kĩ thuật sản xuất tổ chức sản xuất nhằm đat đựơc tiêu kinh tế, kỹ thuật theo yêu cầu điều kiện qui mô sản xuất cụ thể đạt đựơc hiệu kinh tế kỹ thuật, sản xuất sử dụng cao Là sinh viên ngành chế tạo máy đào tạo trường Đại Học Cơng Nghiệp Hà Nội, sau hồn thành thời gian học tập rèn luyện trường, để đánh giá kết học tập , em nhà trường giao nhiệm vụ thực thiết kế đồ án tốt nghiệp với đề tài : “Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng chi tiết banh rang rang xoắn” em trình bày sau Với hướng dẫn tận tình thầy thầy khoa khí, em hồn thành đề tài thời gian có hạn tầm nhận thức nhiều hạn chế, kinh nghiệm thực tế chưa có nhiều nên q trình thiết kế khơng tránh khỏi sai sót Em xin chân thành cảm ơn ý kiến đóng góp thầy bạn Sinh viên Bùi Duy Hải Nhận xét giáo viên MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU……………………………………………………………………… Nhận xét giáo viên 3 Chương PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CƠNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT Phân tích chức làm việc yêu cầu kĩ thuật chi tiết 1.2 Phân tích tính cơng nghệ kết cấu chi tiết 1.3 Xác định dạng sản xuất Chương XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ THIẾT KẾ BẢN VẼ CHI TIẾT LỒNG PHÔI 2.1 Xác định phương pháp chế tạo phôi 2.2 Thiết kế vẽ chi tiết lồng phôi 11 Chương THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ GIA CƠNG CHI TIẾT 12 3.1 Xác định đường lối công nghệ 12 3.2 Chọn phương pháp gia công 13 3.3 Lập tiến trình cơng nghệ 14 3.4 Thiết kế nguyên công .16 Chương 4.THIẾT KẾ ĐỒ GÁ 49 4.1 Yêu cầu kĩ thuật 49 4.2 Thành phần đồ gá 49 4.3 Tính lực kẹp .50 4.4 Tính sai số đồ gá .52 Kết luận .54 Tài liệu tham khảo 55 CHƯƠNG I CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT 1.1 Phân tích chức điều kiện làm việc chi tiết 1.1.1 Chức Chi tiết bánh côn xoắn ( Z =42, m =3.5 ) bánh nhỏ cấu dung sai ụ phân độ vi sai vạn Bánh ăn khớp với cặp bánh hành tinh 1.1.2 Điều kiện làm việc Bánh côn xoắn nhận chuyển động từ cặp bánh hành tinh, lúc có số vòng quay n = chia bánh không nguyên tố Lúc có số vòng quay n ≠ chia vi sai Vì bánh nón nhận chuyển động cặp bánh hành tinh có số vòng quay khơng ổn định Bánh nón nối với trục đầu lắp với đầu lắp bánh khác để truyền chuyển động tới trục vít bánh vít đến phơi Vì bánh đóng vai trò quan trọng cấu vi sai ụ phân độ 1.1.2 Yêu cầu kĩ thuật - Bề mặt lỗ 55 gia cơng cấp xác 7, bề mặt lắp với trục quay với trục nhờ có then - Các thơng số kỹ thuật bánh có ảnh hưởng cao tới tính chất lượng vận hành máy Phần trực tiếp ăn khớp tiếp nhận chuyển động quay từ cặp bánh hành tinh chuyển đến cặp bánh phụ thơng qua trục Do yêu cầu kỹ thuật bánh cần đảm bảo gia cơng xác - Vật liệu bánh làm từ thép 45 - Vật liệu tính yêu cầu: -Vật liệu:Thép C45, theo sách kim loại học nhiệt luyện ta có: +, + +HRC=23 _Thành phần hóa học C% 0.42-0.5 Si% 0.15-0.35 Mn% 0.5-0.8 P% 0.025-0.05 S% 0.2-0.4 1.2 Phân tích tính công nghệ kết cấu chi tiết Phôi phơi dập nóng chế tạo thép 45 đảm bảo yêu cầu để gia công bánh Đối với lỗ 55 lắp trục gá ta cần doa để đạt yêu cầu kỹ thuật - Bánh có mayơ nằm phía nên gia cơng hàng loạt hàng khối ta gá nhiều chi tiết lúc để gia cơng hay dùng nhiều dao để gia công lúc 1.3 CHỌN VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT Việc xác định dạng sản xuất có ý nghĩa lớn đến q trình thiết kế,  q trình cơng nghệ, góp phần quan trọng việc tính tốn tiêu kinh tế kỹ thuật cụ thể : dạng sản xuất đơn ta tập trung ngun cơng, dùng đồ gá vạn thay cho đồ gá chuyên dùng, giảm chi phí gia cơng Còn dạng sản xuất hàng loạt, hàng khối ta phải phân tán ngun cơng, sử dụng loại đồ gá chuyên dùng Làm tăng suất gia công, giảm giá thành sản phẩm Xác định dạng sản xuất  Tính sản lượng chi tiết : - Sản lượng chi tiết tính cơng thức : Trong : N1 : Số sản phẩm sản xuất năm N1 = 3500 m : Số chi tiết sản phẩm m =  : Lượng sản phẩm dự phòng sai hỏng chế tạo phơi  : Số chi tiết chế tạo thêm Theo HDTKĐACNCTM, trang 31 có :  = 3%  6%;  = 5%  7% Chọn  = 4%;  = 6%  ( ) Từ phần mềm Inventor Profesional ta xác định đc khối lượng chi tiết Theo bảng cách xây dựng dạng sản xuất Dạng sản xuất Khối lượng chi tiết ( kg )  200 200 Sản lượng hàng năm ( ) Đơn < 100 < 10 50000 > 5000 > 1000 Với trọng lượng Q = 3.5 kg, sản lượng hàng năm N =3850 Căn vào bảng ta xác định sản xuất theo dạng hàng loạt vừa CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ THIẾT KẾ BẢN VẼ LỒNG PHÔI 2.1 Chọn phôi phương pháp chế tạo phôi 2.1.1 Chọn phôi Dựa vào cấu tạo, tính làm việc, yêu cầu kỹ thuật, dạng sản xuất tính cơng nghệ nên ta chọn vật liệu chế tạo phôi thép 45 2.1.2 Xác định phương pháp chế tạo phôi Ta áp dụng ba phương pháp để hình thành phôi bánh sau:  Phôi rèn phơi dập Đặc tính lĩnh vực sử dụng số loại phôi rèn phôi dập Phương pháp tạo Kích thước khối Độ xác Độ nhám bề phôi lượng phôi mặt Rz, m - 320  160 0.05  0.1 mm 40  10 - 320  160 0.2  0.5 mm 320  80 Dập máy búa, Tới 200 kg, thành mỏng máy ép tối đa 2.5 mm Dập thơ sau Khối lượng tới 100 kg, dập tinh nguội Dập vuốt máy rèn ngang Dập ép thành mỏng tối đa 2.5 mm Khối lượng từ 0.1 đến 100 kg, đường kính phơi tới 315 mm Đường kính tới mm 200  Phôi cán Các loại phôi cán lĩnh vực sử dụng chúng Dạng phôi cán prôphin Lĩnh vực sử dụng Phôi cán thường: Chế tạo trục bậc có độ - Cán nóng, tiết diện tròn, độ xác thường cao chênh đường kính khơng lớn, - Tiết diện tròn, độ xác cao chi tiết dạng ốc có đường - Tiết diện vng, sáu cạnh kính ngồi tới 25 mm Phơi cán nóng dạng tấm, độ Các chi tiết kẹp chặt, đòn, gá chêm xác thơng thường - - Phôi cán tinh, tiết diện vuông, sáu cạnh Phôi cán tấm: - Phơi cán nóng có chiều dày lớn - Phơi cán nóng nguội có bạc rỗng hình trụ Bích, vòng chặn, chi tiết phẳng chiều dày nhỏ Phơi ống loại, cán nóng nguội, khơng Xi lanh, bạc, ống đỡ trục chính, có mối ghép hàn cốc đỡ, lăn, trục rỗng Prơphin có tiết diện dọc thay đổi theo chu kỳ Trục bậc sản xuất loạt lớn hàng khối Trục, bạc chi tiết khác Phôi cán máy cán trục vít nằm ngang sản xuất hàng khơi loạt lớn  Phơi đúc: Phơi đúc có nhiều loại nhiều phương pháp đúc, kiểu khuôn đúc điều kiện tạo phôi khác Phôi đúc đúc theo ba phương pháp khác cho độ xác lượng dư khác 10 + Vật liệu : Thép gió P18  Tra chế độ cắt * Chế độ cắt dao: Chiều sâu cắt t = 0.2 tra bảng 5-89 tập S0=1.8 mm/ph; - tra bảng 5-90 tập Vb=47m/phút - Hệ số điều chỉnh tốc độ cắt theo chu kỳ tuổi bền k1=1 - Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu rãnh k2=1 - Vậy tốc độ tính tốn Vt=Vb x k1 =47 x x = 47 m/phút Số vòng quay trục tính theo tính tốn là: nt= Chọn nm=375vòng/phút; Vtt= Kiểm nghiệm cơng suất cắt: tra bảng 5-68 [1] ta có công suất cắt cần thiết N0=1.4 kw Nm η=4 x 0.8 =3,2 kw thỏa mãn - Thêi gian gia c«ng To= 0,0004.L ( L; chiều dài gia công) To= 0.0004.55 = 0.022(phút) Thời gian gia công T=To+Tp+Tpv+Ttn Trong To : thời gian gia cơng Tp thời gian phụ ( Tp = (7 – 10) %To Tpv : thời gian phục vụ kỹ thuật ( Tpv = 8%To ) Ttn : thời gian nghỉ nghơi tự nhiên công nhân ( Ttn=3-4 %To) => Tp=10% To =0.00152 phút ; Tpv = 8%To = 0.001216 phút Ttn=4%To=0.000608 phút Vậy thời gian gia công T = 0.0152+0.00152+0.00126+0,000608 = 0.03 ( phút ) Nguyên công thu gọn lại bảng: Bước gia công t (mm) n (v/p) 31 S (mm/vòng) V(mm/p) Chuốt rãnh 272 1.8 46.9 3.3.6 Nguyên công VI : Phay    Định vị: Chuẩn định vị chuẩn tinh, ta dùng mặt đầu đ vị bậc tự do,lỗ trụ bạc tự Kẹp chặt: Được kẹp chặt bu lông trục gá Chọn máy: Máy phay bánh răng thẳng Nga 526 có 32 - Công suất động N = KW - Hiệu suất máy:  = 0,75   Chọn dao: Dao phay đĩa mođuyn dao số có D = 55 mm, d = 22, B = 6, Z = 12 (răng) Xác định chế độ cắt: Bước : Phay thô  Chế độ cắt t : - Chiều sâu cắt t = mm Tra bảng 5.192 = 48 ( m/phút ) ; S= 1.1 mm/vòng - Xác định tốc độ cắt:Vt = Vb.k1.k2.k3.k4.k5.k6 Trong đó: k1: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào số đầu mối dao k2: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào vật liệu gia công k3: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng k4: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ tuổi bền k5:hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào số lượng bước phay k6:hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào cấp xác dao phay đĩa mô đun Tra bảng 5.192 sổ tay [1] ta có: k1=1; k2=1; k3=0,8 ; k4=1,1; k5=1; k6=1  Tốc độ cắt tính tốn là: Vt = 48.1,1.1.1.1.0,8=42,8 (m/phút) Số vòng quay trục theo tính tốn là: Ta chọn số vòng quay theo máy nm= 375 vg/ph - Xác định công suất cắt: - Tra bảng N = 2,7 KW Nc=2.7 kW < Nm=70.75=5.25 KW Vậy máy đủ công suất độ cứng vững để gia công Bước 2: Phay tinh 33 - Chiều sâu cắt t = 0.5 mm - Xác định lượng chạy dao Sz: Tra bảng 5.192 sổ tay [2] V = 24 ( m/phút ) S= 2mm/vòng - xác định tốc độ cắt:Vt=Vbk1k2k3k4k5k6 Trong đó: k1: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào số đầu mối dao k2: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào vật liệu gia công k3: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng k4: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ tuổi bền k5:hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào số lượng bước phay Tra bảng 5.126 sổ tay [1] ta có: k1=1; k2=1.1; k3=1 ; k4=1,1; k5=1; k6=1  Tốc độ cắt tính tốn là: : Vt = 2411.111,111= 30,4 (m/phút) Số vòng quay trục theo tính tốn là: Ta chọn số vòng quay theo máy nm= 250 vg/ph xác định công suất cắt: Tra bảng 5.191 N= 2,7 kW Nc=2,7 kW < Nm=70.75 = 5.25 KW Vậy máy đủ công suất độ cứng vững để gia công - Thêi gian gia c«ng To= 0,0022.D.b (D :đường kính bánh ; b: chiều dài ) To= 0.0022.190.32.5 = 13.5 (phút) Thời gian gia công T=To+Tp+Tpv+Ttn Trong To : thời gian gia cơng Tp thời gian phụ ( Tp = (7 – 10) %To Tpv : thời gian phục vụ kỹ thuật ( Tpv = 8%To ) Ttn : thời gian nghỉ nghơi tự nhiên công nhân ( Ttn=3-4 %To) 34 => Tp=10% To =0,836 phút ; Tpv = 8%To = 0,67 phút Ttn=4%To=0,335 phút Vậy thời gian gia công T = 8,36+0,836+0,67+0,335= 15.4 ( phút ) Nguyên công thu gọn lại bảng: Bước gia công Phay thô Phay tinh t (mm) 0.5 n (v/p) S (mm/vòng) V(mm/p) 375 250 1.1 42.8 30.4 3.3.7 Nguyen công VII : Nhiệt luyện Nhiệt luyện dòng điện cao tần, chi tiết gá trục gá để tránh làm cong vênh chi tiết nhiệt luyện Tơi dòng điện cao tần, bánh đặt phận cảm cho dòng điện cao tần qua ( 103  106 ) nhờ lớp bề mặt chi tiết cảm ứng dòng điện để nung 35 nóng nhanh bề mặt chi tiết Sau nung chi tiết làm nguội nước, dung dịch emynxi, ngâm dầu Bánh nung phần yêu cầu độ cứng khác phần chân Theo yêu cầu kỹ thuật chiều sâu lớp thấm tơi 2mm , với dòng điện có tần số 104Hz thời gian tơi giây, dòng điện có tần số 3.6  105 Hz thời gian tơi giây Làm chi tiết Chi tiết sau nhiệt luyện dính bụi bẩn gỉ sắt, bánh cần làm trước gia công Chi tiết cho vào máy phun bi, guồng quay quay làm cho chi tiết quay đồng thời bi đưa từ vào, sau đến cánh quạt, bi tăng động bắn vào guồng quay Tại va chạm bi chi tiết làm cho bề mặt chi tiết trở nên sáng bóng, lớp than sau nhiệt luyện bị bong Kích thước bi ( 1  1.5 ) mm Sau làm cách phun bi chi tiết có độ cứng tốt trước gia công 36 3.3.8 Nguyên công VIII: Mài bề mặt Bánh mài phương pháp mài nghiền Hai bánh gá với theo góc ăn khớp, bánh bánh chủ động trục bánh bị động, hai bánh quay bột mài phun vào hai bánh, nhờ chuyển động ăn khớp bánh trục hạt mài lọt vào hai bánh tạo ma sát làm nhẵn bóng bề mặt 37 38 3.3.9 Ngun cơng IX : Kiểm tra sai lệch bước Dụng cụ kiểm tra bước có đầu đo tỳ lên prophin phía hai kề Đồng hồ đo giá trị khác ta đo bước khác 39 Ch¬ng IV - Thiết kế đồ gá THIT K G CHO NGUYấN CễNG PHAY LN RNG I, Phân tích sơ đồ gá đặt Hỡnh 4.1: gỏ Khi phay chi tiết phải đợc hạn chế đủ bậc tự - Mặt u dựng vai hạn chế bậc tự - Mặt lỗ 55 dùng tr ngn hạn chế bậc tự - Mặt rónh then hạn chÕ bËc tù chèng xoay - Sử dụng đai c xit kp cht chi tit II- Yêu cầu kỹ thuật đồ gá - Đảm bảo độ không vuông góc tõm trc v mt u - Đảm bảo độ không vuông góc tâm chốt mặt ®Þnh vÞ 1, Phân tích lực Trong q trình gia công chi tiết chịu tác dụng các lực sau : o Momen xoắn M lực cắt gây ra: Pz o Lực hướng trục Q 40 o o o o Pn :Lực chạy ngang Ps : Lực thành phần tác dụng dọc theo lưỡi cắt Po :Lực dọc trục dao Pv : lực theo phương thẳng đứng Hình 4.2: Sơ đồ phân tích lực  Từ sơ đồ phân tích lực ,ta thấy phải tính lực thành phần lực lên Pv lực tổng lực cắt xoắn ( hướng trục) Q Ta có lực cắt phay tính cơng thức: => D=190 (mm) d=22 (mm) B=40 (mm) = 41 Z=12 (răng) t=2,5 (mm) n =375 (vg/ph) S=1,1 (mm/vg) Trong t: chiều sâu cắt S : lượng chạy dao Z: số dao phay B: bề rộng dao phay D: đường kính chi tiết ; n : số vòng quay Tra bảng 5.41 ta có hệ số mũ x,y,n,q,w cơng thức tính lực cắt Pz ; x= 0,86 ; y=0,74 ; u = 0,1 ; q = 0, 86 , w= => == 21,11 (kg) Pn=(0,8-0,9)Pz (Phay thuận) Px=(0,6-0,8)Pz (Phay thuận) = > Pn= 0,8.21,11= 16,8 kg Px=0,6.21,11=12,66 kg = > Pxz= = = 24,5kg Pv = = =17,8 kg Tính gần : Po = 0,28.Pz.tgα Ps = 0,72.Pz.tgα = > Po = 0,28.21,11.tg30 = 3,4 kg Ps = 0,72.21,11.tg30 = 8,7 kg Q0 = = =24,7 kg Ta thấy lực hướng trục Qo > lực hướng lên Pv nên ta chọn lực Qo để tính lực kẹp cho đồ gá = > W = Qo W0 = Trong d: đường kính trục gá K: hệ số an toàn K = 1,2-4,5 Pz: lực cắt D : đường kính chi tiết gia cơng : đường kính vào đệm ; f : hệ số ma sát = 0,1-0,15 = > W0 = = = 2670,8 kg Đường kính bu long d= = = 22,8 (mm) Ta chọn đường kính bu lơng M22 để làm đồ gá việc an toàn 2,Xác định sai số cho phép đồ gỏ Sai số gá đạt đợc tính theo công thức : [ct] = 42 Trong ®ã : Sai sè chuÈn : c = ( chuẩn đo trùng gốc kích thớc ) Sai số kẹp chặt gia công ) Sai số mòn : k = ( lực kẹp vuông góc với mặt : m m = (m) hệ số phụ thuộc vào kết cấu đồ ®Þnh vÞ -  = 0,2 m = 0,2 = 12,4 (m) Sai sè ®iỊu chØnh : ®c = (m) Sai số gá đặt : gđ Ta có : [gđ] = - dung sai nguyên công(dung sai bước răng) -  = 45 (m) Suy : [g®] = 45 = 15 (m) Ta cã : [ct] đồ gá : [ct] = = 6,8 (m)  Độ khơng vng góc mặt tì với tâm truc đồ gá