thiết kế bánh đà

MỤC LỤC LỜI NĨI ĐẦU Cơng nghệ chế tạo máy ngành then chốt, đóng vai trị dịnh nghiệp cơng nghiệp hố đại hố đất nước Hiện ngành kinh tế nói chung ngành khí nói riêng địi hỏi kĩ sư khí cán kĩ thuật khí đào tạo phải có kiến thức tương đối rộng, đồng thời phải biết vận dụng kiến thức để giải vấn đề cụ thể thường gặp sản xuất Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng chương trình đào tạo cán kĩ thuật thiết kế, chế tạo loại máy thiết bị khí phục vụ ngành kinh tế cơng nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, điện lực vv Để giúp cho nắm vững kiến thức mơn học làm quen hình thành tư giải nhiệm vụ thiết kế Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy môn học thiếu sinh viên chuyên ngành chế tạo máy Sau thời gian tìm hiểu với bảo nhiệt tình thầy giáo Bộ mơn Chế tạo máy, đặc biệt thầy Nguyễn Hồng Phong trực tiếp hướng dẫn giúp em hoàn thành đồ án môn học công nghệ chế tạo máy Trong trình thiết kế tính tốn tất nhiên có sai sót thiếu thực tế kinh nghiệm thiết kế, em mong bảo thầy giáo đóng góp ý kiến bạn để lần thiết kế sau thực tế sau hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn ! Ngày 10 tháng năm 2020 Sinh viên ` Hiếu Nguyễn Minh Hiếu CHƯƠNG PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CƠNG 1.1 Phân tích chức năng, điều kiện làm việc chi tiết Dựa vào kết cấu tổng thể chi tiết vẽ chi tiết ta thấy “ bánh đà ” chi tiết dạng bánh Chi tiết lắp ráp với cụm chi tiết khác để thực nhiệm vụ truyền momen Chi tiết trình làm việc dễ bị biến dạng tải trọng, chi tiết phải gia cơng xác đảm bảo độ cứng xoắn, uốn độ đồng tâm mặt lỗ đường tròn sở ( vòng chia ) cần gia cơng xác theo u cầu dung sai độ nhám quy định, đảm bảo vị trí tương quan 1.2 Phân tích yêu cầu kỹ thuật chi tiết Độ xác kích thước: + Đường kính lỗ +0.02 đạt cấp xác IT7 + Đường kính lỗ +0.075 đạt cấp xác IT11 + Các kích thước cịn lại đạt cấp xác IT10 Chất lượng bề mặt gia công : + Bề mặt lỗ yêu cầu độ nhám Ra 1,25 ( cấp 6) + Tồn bề mặt cịn lại u cầu đạt độ nhám Ra 3.2 ( cấp ) + Yêu cầu nhám khơng cao bề mặt không làm việc yêu cầu nhám để tăng tính thẩm mỹ sản xuất cơng nghiệp đại tăng tính cho chi tiết nên yêu cầu hồn tồn bình thường Sai số vị trí tương quan: Nhằm đảm bảo vị trí tương quan bác bề mặt chi tiết dạng hộp ta cần thêm yêu cầu sau: + Độ không đồng tâm mặt lỗ đường tròn sở khoảng (0.05-0,1) mm 100 mm đường kích + Độ khơng vng góc mặt đầu tâm lỗ ≤0.015mm + Độ không song song bề mặt bên ≤ 0,1 mm 1.3 Phân tích tính cơng nghệ kết cấu chi tiết Chi tiết có bề mặt lỗ khơng phức tạp Đảm bảo cho phép trình chạy dao ngắn đưa dao vào q trình gia cơng dao khơng ảnh hưởng đến chất lượng u cầu kỹ thuật Có thể lần gá gia cơng nhiều bước nguyên công đạt độ chất lượng theo yêu cầu Các lỗ ren cần có vát mép để bảo vệ ren dễ dàng gia công Về với yêu cầu kỹ thuật cho phép chọn dụng cụ theo tiêu chuẩn máy vạn gia cơng được, gá đặt chi tiết đủ độ cứng vững số bề mặt gá nhiều chi tiết lần gá để thực gia công bề mặt nhằm nâng cao xuất Với yêu cầu kỹ thuật chi tiết hồn tồn gia cơng phương pháp thông thường CHƯƠNG XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI 2.1 Xác định dạng sản xuất  Sản lượng chi tiết cần chế tạo năm: N=N1.m =9500.1 =10450 (chiếc/năm) Trong : N1 – Sản lượng sản phẩm cần chế tạo năm theo kế hoạch, N1=9500 chiếc/năm m – Số lượng chi tiết sản phẩm, m = Lượng sản phẩm dự phòng sai hỏng chế tạo phôi, = 4% Lượng sản phẩm dự trù cho hỏng hóc phế phẩm q trình gia công cơ, = 6%  Khối lượng chi tiết: � = �.� (�g) Trong đó: � – Khối lượng chi tiết ( kg ) V – Thể tích chi tiết ( ) � – Khối lượng riêng vật liệu ( g/ )  Sử dụng phần mềm inventor 2018 thiết kế tính tốn ta Vậy khối lượng chi tiết Q = 243413,741 7,85 10-3 =1,911( kg ) Với khối lượng Q = 1,911 kg, sản lượng năm N = 10450 chiếc/năm chi tiết thuộc dạng sản xuất loạt lớn ( Bảng 1.1 - 19 tài liệu [1] ) 2.2 Phân tích phương án chế tạo phôi, lựa chọn phương án phù hợp - Vật liêu chế tạo chi tiết: Thép 40Cr - Đặc điểm Thép 40Cr thép hợp kim kết cấu có tính hợp cao tính nhiệt luyện tốt, ram tốt tính đúc - Thành phần hóa học Thép 40Cr: C(%) Si(%) 0,37- 0,17-0,37 Mn(%) 0,50-0,80 S (%) P(%) Không lớn 0,004 Ni(%) 0.004 0,25 Cr(%) 0.8-1.1 0,44 - Cơ tính Thép 40Cr: σb[MPa] HB σs MPa] Không nhỏ 980 785 Không lớn 21 187 - Khả gia công Thép 40Cr: + Tính gia cơng áp lực: có khả tạo hình tốt + Tính cắt gọt: độ cứng tương đối cao nên khó cắt gọt thép thơng thường + Tính hàn: Khơng giới hạn tiến hành hàn với vắng mặt việc đun nóng sơ không nhiệt luyện bước - Kết luận: Như việc chọn Thép 40Cr phù hợp với yêu cầu kỹ thuật, khả gia công điều kiện làm việc tính cơng nghệ chi tiết  Chọn phôi - Yêu cầu bản: Dựa vào u cầu kỹ thuật, hình dạng kích thước chi tiết, dạng sản xuất sở vật chất – kỹ thuật sở sản xuất - Yêu cầu cụ thể: Dựa vào vật liệu tính, kết cấu chi tiết, dạng sản xuất sản lượng chi tiết, khả đạt độ xác, yêu cầu kỹ thuật phương pháp chế tạo phôi điều kiện sản xuất nhà máy - Phôi phải đáp ứng yêu cầu sau: + Lượng dư gia công nhỏ + Hình dáng gần với chi tiết để giảm bớt ngun cơng máy + Hình dáng đơn giản, dễ chế tạo, phù hợp với điều kiện trang bị công nghệ  Phương pháp chế tạo phôi: Để đáp ứng yêu cầu ta xem xét hai phương án phôi phương pháp chế tạo phôi cụ thể: phôi đúc khuôn kim loại phôi phương pháp chế tạo phôi cán - Phơi đúc khn kim loại: • Ưu điểm: + Năng xuất cao : Khn dùng lại nhiều lần, thời gian làm khn Chất lượng vật đúc tốt: Cơ tính cao, độ xác ( cấp 7-9 ) nhẵn bóng bề mặt tốt, lượng dư gia công nhỏ Tổ chức nhỏ mịn ( nguội nhanh ) nên tính tốt + Tính kinh tế: Tiết kiệm kim loại vật liệu làm khuôn diện tính nhà xưởng thời gian gia cơng ( thích hợp cho sản xuẩ loạt lớn hành khối ) + Dễ khí hóa tự động hóa độ bền khn cao • Nhược điểm: + Giá thành khn cao thích hợp cho sản xuất loạt lớn hàng khối + Khó đúc vật đúc phức tạp độ dẫn nhiệt khuôn lớn làm giảm khả điền đầy lịng khn.Vật đúc dễ nứt chiều dày thành mỏng thép tối thiểu 10 mm + Thông nên dễ khuyết tật rỗ khí + Phạm vi ứng dụng thu hẹp khối lượng 40kg, chiều dày 1mm + Vật liệu Thép 40Cr khó nấu luyện - Cán: • Ưu điểm: + Phơi có độ xác tương đối cao + Hệ số sử dụng vật liệu cao + Tổ chức tính sản phẩm cản thiện + Năng xuất cao khí hóa tự động hóa q trình sản xuất + Tạo nhiều loại sản phẩm( hình dán, kích thước, khối lượng) • Nhược điểm.: + Chi phí đầu tư thiết bị máy móc xưởng tương đối cao + Tính tốn thiết kế yêu cầu độ xác cao Qua phân tính ưu nhược điểm hai phương pháp ta nhận thấy chọn phôi cán phù hợp với yêu cầu chi tiết bởi: + Hệ số sử dụng vật liệu cao xuất + Đáp ứng phạm vi khối lượng, kích thước +Phừ hợp với biên dạng chi tiết + Phù hợp với sản xuất loạt lớn, phôi có hình dạng gần giống với chi tiết lượng dư nhỏ tiết kiệm vật liệu đồng thời đặc tính kỹ thuật tốt cho suất cao + Đặc biệt Cơ tính phơi cán cao đáp ứng u cầu làm việc chi tiết + Đồng thời thép 40Cr tính đúc khơng thích hợp đúc khn kim loại - Kết luận : Với yêu cầu chi tiết cho, tính kinh tế dạng sản xuất ta chọn phôi thép phương pháp chế tạo phôi cán CHƯƠNG LẬP QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ 3.1 Phân tích phương án gia cơng  Phân tích chiến lược gia cơng - Phân tích chọn chuẩn tinh gia cơng: Khi gia cơng bánh có lỗ thường chọn chuẩn tinh mặt đầu bề mặt lỗ Do mặt lỗ mặt đầu phải gia công lần gá phải lấy mặt làm chuẩn để gia công mặt cịn lại để đảm bảo độ vng góc mặt đầu tâm lỗ - Phân tích chọn chuẩn thô để tạo chuẩn tinh: Chọn bề mặt làm chuẩn phôi phải dựa phương pháp chế tạo phôi, nguyên tắc chọn chuẩn phôi đồng thời bề mặt chọn làm chuẩn thô phải phân bố đủ lượng dư cho bề mặt gia công đảm bảo vị trí tương quan với bề mặt cịn lại Để đáp ứng yêu cầu ta chọn mặt bánh làm chuẩn thô để gia công chuẩn tinh - Lựa chọn phương pháp công nghệ tổ chức công nghệ: Tổ chức công nghệ phụ thuộc vào kết cấu chi tiết, dạng sản xuất chi tiết Với dạng sản xuất chi tiết yêu cầu dạng sản xuất loạt lớn, nên quy trình cơng nghệ tổ chức nguyên công chủ yếu phân tán nguyên công kết hợp với tập trung nguyên công bước công nghệ gần giống khoan khét doa taro ren Phân tán nguyên công những bề mặt khó gia cơng bề mặt làm việc bề mặt cần đạt độ xác cao Do việc áp dụng phương pháp tăng xuất lao động, giản chi phí điều hành lập kế hoạch sản xuất phù hợp với điều kiện sản xuất thực tế nước ta Tuy nhiên việc sử dụng phương pháp cần ý đến tính toán phân chia số máy, số người lao động khả làm việc tay nghề lao động - Phương pháp gia công bề mặt: + Mặt ngồi bánh răng: u cầu độ nhám cao Ra=3,2µm (nhám cấp 5) thuộc mức bán tinh, cấp xác IT10 Vì gia cơng mặt ngồi phải trải qua bước gia công sau: Tiện thô → Tiện tinh + Mặt vấu hình vng 50x50: u cầu độ nhám cấp thuộc mức bán tinh, cấp xác IT1 Vì gia cơng mặt vấu phải trải qua bước gia công sau: Phay thô → Phay tinh + Các mặt bên bánh yêu cầu độ nhám cấp cấp xác IT10 gia cơng hai mặt bên trải qua hai bước phay thô → phay tinh + Lỗ Ø20mm: Yêu cầu độ nhám cấp cấp xác IT7 Ta phải thực bước gia công Khoan → Khoét → Doa + Bốn lỗ ren M6x1: Ta thực bước gia công : Khoan→ Vát mép → Taro + Hai lỗ Ø6,5mm : Yêu cầu cấp xác IT 11 Ta thực gia công: Khoan 3.2 Thiết kế nguyên công theo phương án lựa chọn - Phương án thứ nhất: • Ngun cơng 1: Phay thơ phay tinh hai mặt bên • Ngun cơng 2: Phay cắt đơi chi tiết • Ngun cơng 3: Phay thơ phay tinh mặt bên vấu vng • Ngun công 4: Phay thô phay tinh biên dạng lắp ráp nửa thứ • Ngun cơng 5: Phay thơ phay tinh biên dạng lắp ráp nửa thứ hai • Nguyên công 6: Khoan lỗ Ø5 , lỗ Ø6.5 ;Vát mép Taro lỗ M6x1 • Ngun cơng 7: Khoan lỗ Ø5,Vát mép Taro lỗ M6x1 • Ngun cơng 8: Ghép hai nửa phay mặt bên cịn lại vấu vng • Ngun cơng 9: Khoan lỗ Ø20+0.02 • Ngun cơng 10: Tiện thơ tiện tinh bề mặt ngồi bánh • Ngun cơng 11: Phay • Ngun cơng 12: Kiểm Tra - Phương án thứ hai: • Ngun cơng 1: Phay thơ phay tinh hai mặt bên • Ngun cơng 2: Phay cắt đơi chi tiết • Ngun cơng 3: Phay thô phay tinh mặt bên vấu vuông • Nguyên công 4: Phay thô phay tinh biên dạng lắp ráp nửa • Ngun cơng 5: Phay thơ phay tinh biên dạng lắp ráp nửa 10 ... 1.1 Phân tích chức năng, điều kiện làm việc chi tiết Dựa vào kết cấu tổng thể chi tiết vẽ chi tiết ta thấy “ bánh đà ” chi tiết dạng bánh Chi tiết lắp ráp với cụm chi tiết khác để thực nhiệm vụ... phẩm( hình dán, kích thước, khối lượng) • Nhược điểm.: + Chi phí đầu tư thiết bị máy móc xưởng tương đối cao + Tính tốn thiết kế u cầu độ xác cao Qua phân tính ưu nhược điểm hai phương pháp ta nhận... Thể tích chi tiết ( ) � – Khối lượng riêng vật liệu ( g/ )  Sử dụng phần mềm inventor 2018 thiết kế tính tốn ta Vậy khối lượng chi tiết Q = 243413,741 7,85 10-3 =1,911( kg ) Với khối lượng Q