Bánh răng là một bộ phận không thể thiếu trong hệ thống cơ vận hành của một chiếc xe hay của một máy móc công nghiệp nào đó. Nó là bộ phận trong hệ thống chuyển động của các máy móc cơ khí. Nó có hình dạng là một hình tròn với các răng cưa bao bọc bên ngoài như các răng rãnh nối tiếp nhau
BÁO CÁO CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG Bài 2: Quy Trình Công Nghệ Chế Tạo Sản Phẩm Bánh Răng Chương I: Giới thiệu chung sản phẩm 1, Các đặc điểm bản: Bánh phận thiếu hệ thống vận hành xe hay máy móc cơng nghiệp Nó phận hệ thống chuyển động máy móc khí Nó có hình dạng hình trịn với cưa bao bọc bên rãnh nối tiếp Chúng thường sử dụng theo cặp, từ – 3,4 cặp Các cặp nối hình dạng song song Chúng có tác động trực tiếp tới việc truyền động, phân phối tới tốc độ nhanh chậm động 2, Ứng dụng sản phẩm thực tế: Các bánh phần chi tiết phổ biến máy móc đại, tìm thấy đồng hồ, động cơ, thiết bị tự động Các bánh sử dụng nhiều loại máy cấu khác để truyền chuyển động quay từ trục sang trục khác để biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến ngược lại Bánh linh kiện thiết yếu hầu hết hầu hết ngành công nghiệp chủ yếu sử dụng rộng rãi số ngành công nghiệp chế tạo, mơ tơ, khí, Chương II: Vật liệu chế tạo cho sản phẩm đặc tính vật liệu 1, Các vật liệu thường chế tạo bánh Tùy theo mục đích sử dụng môi trường làm việc mà ta lựa chọn vật liệu : C45 hay 40X , 20X ,… vật liệu dễ tơi thấm đạt độ cứng yêu cầu Ngồi vật liệu cịn sử dụng : nhựa , hợp kim hay nhôm ,… Xét số đặc tính cụ thể vài vật liệu thường sử dụng : a, Thép cacbon C45: C45 gồm Fe C,trong nồng độ cacbon có thép 0,45%, C45 xếp vào loại vật liệu có tính cacbon trung bình, thường dùng thiết kế trục,bánh Thành phần hóa học thép C45 Mác thép C (%) min- Si (%) minmax max Mn (%) min- P (%) tối max đa S (%) tối đa C m C45 0,42-0,50 0,50-0,80 0,025 0,15-0,35 0,025 Đặc tính học thép C45 Độ dày danh nghĩa, t Yield Sức ElonĐộ BendaMác Điều Nhiệt Strength căng gation cứng khả 1.95mm≤t≤10.0mm thép kiện độ (Mpa) (Mpa) A5 (%) HRC Cán C45 Cán 460 750 18 58 820 Bán 2,0 x t Nung 330 540 30 Nước ngập nước 2270 Dầu ngập 1980 55 860 kính uốn cong (≤90 °) Chỉ số cấp bền thép C45 Mác thépTiêu chuẩn C45 Độ bền đứt Độ bền đứt Độ giãn dài tương đối σb (Mpa) σc (Mpa) δ (%) TCVN 1766-75 610 360 16 b, Thép hợp kim SCM440 : Thành phần hoá học thép chế tạo máy SCM440 %C %Mn %Cr %Mo %Si %P %S 0.38-0.43 0.6-0.85 0.9-1.2 0.15-0.3 0.15 – 0.35 ~0.03 ~0.03 Với việc bổ sung thêm nguyên tố Cr Mo giúp cho thép SCM440 có khả chịu mài mịn, chịu nhiệt tốt, độ dẻo dai, tính đàn hồi cao, chống ăn mịn oxi hóa tốt Hàm lượng cacbon cao thép SCM440 cho khả xử lý nhiệt sức mạnh lớn so với thép SCM420 Cơ tính thép chế tạo máy SCM440 ₋ Độ bền kéo: 100-130 KSI ₋ Giới hạn chảy: 80-110 KSI ₋ Độ giãn dài: 20%Min ₋ Độ thắt: 40% Min Tính chất chi tiết máy khả chịu tải trọng tĩnh động, yêu cầu có độ bền cao độ dai tốt phù hợp với điều kiện tải trọng Độ bền cao giúp tạo máy khỏe (có cơng suất lớn) hơn, nhẹ nhỏ gọn giá thành thấp Để đạt yêu cầu phải dùng thép phù hợp nhiệt luyện bảo đảm Tuy nhiên chế tạo máy, độ bền người ta ngày coi trọng giới hạn chảy, lẽ chi tiết máy dạng lắp ghép không cho phép có biến dạng dẻo làm việc Độ dai va đập quan trọng chi tiết chịu tải trọng động phải tăng tải cách đột ngột Chính tiêu định độ tin cậy làm việc, bảo đảm khó bị phá hủy giịn, yêu cầu đặc biệt quan trọng phương tiện giao thơng Ngồi hai tiêu nhiều chi tiết máy đòi hỏi độ cứng bề mặt cao để bảo đảm tính chống mài mịn làm việc bị ma sát hay cọ sát Rất nhiều chi tiết máy làm việc tải trọng thay đổi theo chu kỳ (trục, bánh răng…) nên đòi hỏi giới hạn mỏi cao Tính chất vật lý thép chế tạo máy SCM440 ₋ Mật độ SCM440: 7,85 kg / cm3 ₋ Hệ số co giãn nhiệt: 12,2 µm / m ° C 0-100 ° C ₋ Độ dẫn nhiệt: 42,6 W / mK @ 100 ° C Đặc tính thép chế tạo máy SCM440: SCM440 có ưu điểm thành phần ổn định, thành phần có hại, độ tinh khiết cao, lớp giải mã, khuyết tật bề mặt, ủ kim loại dễ dàng, tỷ lệ nứt đầu nguội thấp Ngoài ra, thép SCM440 cịn có đặc tính như: ₋ Là thép cường độ cao, độ dẻo dai tốt ₋ Đảm bảo mối hàn tốt ₋ Khả chịu mài mòn cao điều kiện làm việc khắc nhiệt ₋ Khả chống biến dạng tốt ₋ Độ cứng đồng kích thước ₋ Gia cơng cắt tốt ₋ Hiệu suất gia công tuyệt vời nhiệt độ cao ngoại hình đẹp sau gia cơng ₋ Dễ dàng gia công EDM Chương III: Phương pháp chế tạo sản phẩm 1,Phương pháp chế tạo phôi Để chế tạo sản phẩm khí nói chung có phương pháp chế tạo phôi đúc , gia công áp lực , cắt gọt kim loại ,… Mà để chế tạo bánh em chọn phương pháp rèn ( chồn phơi) Có nhiều phương pháp gia cơng hay dùng phay định hình phay bao hình a) Phương pháp định hình * Sử dụng phương pháp phay định hình Phay phương pháp định hình tiến hành dao phay định hình mà profil ( biên dạng) phù hợp với biên dạng rãnh Dao phay sử dụng dao phay đĩa modun hay dao phay ngón modun Sau phay xong rãnh phơi quay góc bánh cần phay) để phay rãnh ( Z: số Để cắt hết chiều dày bánh bàn máy mang phơi phải có chuyển động chạy dọc để cắt hết chiều dày Tuy nhiên phương pháp định hình đạt độ xác thấp, bánh sau gia cơng có sai số biên dạng rãnh sai số trình chia độ nên áp dụng để gia công bánh có u cầu độ xác khơng cao * Sử dụng phương pháp xọc định hình Phương pháp xọc định hình có suất thấp thời gian chạy khơng, thịi gian điều chỉnh lớn nên dùng * Phương pháp chuốt định hình Đây phương pháp gia cơng có suất cao độ xác cao phù hợp với sản xuất loạt lớn bánh có kích thước lớn khơng nhiệt luyện không mài Theo phương pháp dao chuốt có biên dạng giống biên dạng rãnh Sau hành trình dao chuốt biên dạng nhiều rãnh tạo lúc, bánh quay góc nhờ cấu phân độ Phương pháp chuốt toàn lúc rắt dùng kết cấu dao chuốt phức tạp, khả thoát phoi kém, lực cắt lớn b Phương pháp cắt theo ngun lý bao hình Có nhiều phương pháp cắt theo nguyên lý bao hình * Phay lăn Phay theo phương pháp lăn bao hình phương pháp gia công phổ biến cho suất độ xác cao Dụng cụ cắt dao phay lăn trục vít có biên dạng thân khai mặt cắt vng góc với đường xoắn vít Ngun lý tạo hình theo ngun lí ăn khớp trục vít - bánh vít Khi dao quay vịng phơi quay vòng (đối với dao đầu mối, dao nhiều đầu mối phơi quay vịng; k : số đầu mối dao; Z: số bánh cần gia công) Mối liên hệ dao phôi thực nhờ bánh thay Khi phay nghiêng ta phải tính bánh thay để lắp chạc vi sai để quay bù lại lượng nghiêng bánh * Xọc Xọc bao hình thực dao dạng bánh ( hình chậu) hay dao dạng ( hình lược) máy xọc bao hình Xọc bao hình dạng bánh răng: Ưu điểm:với phương pháp tạo bánh răng thẳng, bánh răng nghiêng, bánh nhiều bậc mà khoảng cách bậc nhỏ mà phương pháp gia công khác gia công đặc biệt gia công bánh Nguyên lý tạo hình dựa nguyên lý ăn khớp hai bánh răng, bánh vát tạo mặt trước mặt sau làm dụng cụ cắt.Trong q trình gia cơng dụng cụ thực chuyển động cắt theo hướng dọc trục bánh cần gia cơng với bánh gia cơng có chuyển động cưỡng Tốc độ vòng dao chi tiết phải tuân theo tỷ số: Trong đó: nd, nc - số vòng quay chi tiết dao xọc Zc, Zd - Số chi tiết dao Trong trường hợp cắt bánh đạt góc áp lực Nếu khơng thoả mãn điều kiện xảy tượng lẹm đỉnh cắt Thông thường dùng phương pháp xọc dùng để gia công bánh thẳng Tuy nhiên gia cơng bánh nghiêng dao có nghiêng với bạc dẫn nghiêng tương ứng Nhược điểm: Khi gia công lúc cắt hết chiều sâu rãnh mà phải từ từ tiến dao hướng kính Khi tiến dao hướng kính phơi phải quay vịng dao tiến vào chiều sâu cần tiến vào sau phơi phải quay hết vịng chu kì cắt kết thúc nên để cắt hết chiều dầy sau lần tiến dao phơi phải quay (n vịng) Nếu bánh có mô dun lớn phải tiến dao n lần đạt chiều cao phơi phải quay ( n vịng) Thời gian chạy không lớn Để giảm thời gian gia cơng tăng suất xọc sử dụng phương pháp sau: + Dùng hai dao xọc lắp trục gá dao để vừa gia công thô gia công tinh lúc, dao phía cắt tinh cịn dao phía dưói cắt thơ + Dùng máy xọc chun dùng có phần lắp dao phay lăn Như máy vừa xọc vừa phay lăn lúc - Xọc dao dạng lược: Một phương pháp gia cơng xác bánh trụ thẳng, nghiêng, chữ V phương pháp xọc dao lược máy xọc bao hình Chuyển động bao hình dụng cụ vật dựa nguyên lý ăn khớp bánh Dụng cụ có dạng với biên dạng hình thang thực chuyển động cắt phương vng góc với bề mặt phơi 2,Quy trình cơng nghệ sản xuất bánh răng: Hình 1: Sơ đồ tóm tắt quy trình sản xuất bánh (Nguồn: Phịng kĩ thuật – điện) 2,Mơ tả trình tự gia cơng: a Nguyên công 1: Chuẩn bị cắt phôi Bước 1: Chọn phôi Chọn phôi đúc, chọn phương pháp đúc khuôn cát làm máy cho phù hợp với dạng sản xuất hàng loạt vừa Bước 2: Làm phôi Trong q trình thành phẩm phơi thường có phần dư thừa cần phải mài bỏ trước vào nguyên công tiếp theo, đồng thời nên làm vết cháy bên Bước 3: Kiểm tra phơi Để đảm bảo gia cơng xác ngun cơng phải kiểm tra kích thước phơi trước đúc, phôi đúc phải yêu cầu vẽ đúc Kiểm tra khuyết tật phơi độ cong vênh rạn nứt, có bọt khí hay không để đảm bảo chất lượng phôi, tính phơi Bước 4: Ủ phơi Phơi sau đúc thường bị biến cứng gây khó khăn cho việc gia cơng sau cần phải ủ đẳng nhiệt để cải thiện tính phơi, khử ứng suất biến cứng kim loại làm tăng độ bền kim loại Hình 2: Máy cắt phôi (Nguồn: Sưu tầm) b Nguyên công 2: Tiện tinh đầu Yêu cầu kĩ thuật: Làm cùn mép sắc không ghi 1x 45 Thiết bị sử dụng : Máy tiện CNC Dụng cụ: Dao tiện + mũi khoan 20 Dụng cụ kiểm tra: Thước cặp 1/50 + đồng hồ Hình 3: Máy tiện CNC thông số kĩ thuật nguyên công tiện tinh đầu c Nguyên công 3: Tiện tinh đầu Yêu cầu kĩ thuật: Làm cùn mép sắc không ghi 1x 45 Thiết bị sử dụng: Máy tiện CNC Dụng cụ: Dao tiện Dụng cụ kiểm tra: Thước cặp 1/50 Hình 4: Máy tiện CNC thơng số kĩ thuật tiện tinh đầu d Nguyên công 4: Phay Yêu cầu kĩ thuật: Răng không trày xước Thiết bị: Máy phay lăn Dụng cụ: Dao lăn m1,75 góc 20 Dụng cụ kiểm tra: Thước đo Panme 20 25 Lưu ý: Kiểm tra độ đảo gá trước phay không lớn 0,02 Độ đảo đầu nhỏ 0,02 Sau kẹp sản phẩm độ đảo không lớn 0,035 ( Khi rà gá phải có BB + KCS xác nhận độ đảo gá phay) Hình 5: Máy phay lăn thơng số kĩ thuật nguyên công phay e Nguyên công 5: Chuốt then Thiết bị: Máy chuốt Dụng cụ: Dao chuốt B5 Dụng cụ kiểm tra: Dường + thước cặp Hình 6: Máy chuốt thơng số kĩ thuật nguyên công chuốt then f Nguyên công 6: Nguội Làm ba via, cạnh sắc Kiểm tra lại theo vẽ Hình 7: Cơng nhân nguội sản phẩm g Nguyên công 7: Tôi tần số ( Theo quy trình tơi tần số riêng) u cầu kĩ thuật: Rửa sản phẩm trước tần số Tôi tần số phần đạt HRC 42 45 độ sâu 0,6 1,0mm Tôi môi trường nước tự ram Thiết bị: Máy tơi tần số Hình 8: Máy tơi tần số riêng h Ngun cơng 8: Hồn thiện sản phẩm Sản phẩm kiểm tra lại theo vẽ phòng tổ KCS Sau kiểm tra đạt yêu cầu xếp vào thùng để đưa kho bảo quản i Nguyên công 9: Bảo quản Sản phẩm đưa kho để bảo quản Sử dụng dầu MATELUB GEAR EP dầu bảo quản bánh cơng nghiệp Chương IV: Phương pháp xử lí bề mặt cho sản phẩm chế tạo Để xử lí bề mặt ta sử dụng phương pháp nhiệt luyện : Xử lý nhiệt ( Nhiệt luyện ) phương pháp tác động nhiệt độ lên vật chất nhằm làm thay đổi vị cấu trúc chất rắn , tác động làm thay đổi thành phần hóa học , đặc tính vật liệu Chủ yếu ứng dụng nhiệt luyện thuộc ngành luyện kim Nhiệt luyện sử dụng nhiều lĩnh vực khác , ví dụ ngành sản xuất thủy tinh Q trình nhiệt luyện bao gồm nung nóng làm nguội với mức độ chênh lệch đáng kể , xử lý nhiệt theo thời gian biểu nhằm mục đích làm mềm hay làm cứng vật liệu , tạo cứng hay mềm khác củng vật liệu , ví dụ tơi bề mặt , vật liệu chí cứng bề mặt ( chống mài mòn ) lại dẻo dai phần bên chịu va đập chịu uốn tốt ) Nhiệt luyện đòi hỏi quy trình chặt chẽ có kiểm sốt thời gian tốc độ trao đổi nhiệt vật liệu Nhiều quốc gia tiên tiến chưa cơng bố bí mật số công nghệ nhiệt luyện - yếu tố tạo vật liệu có giá thành hạ tính sử dụng cao Ví dụ , với chi tiết trục động , người ta sử dụng vật liệu thép hợp kim thấp ( giá thành rẻ ) sau công đoạn nhiệt luyện ram , thâm vật liệu có bề mặt cứng chịu mòn cao , thân trục lại chịu chân động chịu tốn lớn chi tiết bán với giá cao Bản chất nhiệt luyện kim loại làm thay đổi tính chất thơng qua biến đổi tổ chức vật liệu Một quy trình nhiệt luyện bao gồm giai đoạn : Nung , giữ nhiệt , làm nguội Khi nung , tổ chức vật liệu thay đổi theo nhiệt độ , tuỳ thời điểm nâng , hạ nhiệt với tốc độ khác mà nhiệt luyện với phương pháp khác cho tính chất vật liệu mong muốn Để làm thay đổi mạnh tính chất kim loại hợp kim , người ta kết hợp đồng thời tác dụng biến deo nhiệt luyện hay tác dụng hoá học nhiệt luyện Như nhiệt luyện nói chung bao gồm ba loại : Nhiệt luyện đơn giản , Cơ nhiệt luyện , Hoả nhiệt luyện Một số phương pháp nhiệt luyện : Tôi bề mặt: Thực bề mặt chi tiết hợp kim, thường sử dụng lò tần số để nung phần mặt ngồi chi tiết Ram: Ram q trình nhiệt luyện gồm nung kim loại đến nhiệt độ thấp nhiệt độ chuyển biến pha, đưa hợp kim trạng thái cân bằng, mà tổ chức không ổn định phân huỷ thành tổ chức ổn định Chương V Kết luận Trong kinh tế phát triển ngành cơng nghiệp khí đóng vai trị quan trọng Hầu hết thiết bị máy móc có sử dụng bánh Đặc biệt chế tạo linh kiện động Hệ thống bánh dùng để giúp động hoạt động, mang lại hiệu cao cho người sử dụng Ưu điểm: Tất mặt tiếp xúc bánh tiếp xúc hoàn toàn trực tiếp với hướng trục quay Như hệ thống tạo thành thể thống Trong trường hợp hệ thống vận hành xảy lỗi kỹ thuật hậu xảy không đem lại nguy hiểm cho người sử dụng không để lại hậu lớn cho toàn hệ thống Nhược điểm Tuy bánh thẳng dùng phổ biến mang lại hiệu cao , thực tế bánh có số nhược điểm sau: Trong vận hành tốc độ nhanh số thiết bị khác bánh dễ gây tiếng ồn Cấu tạo bánh thẳng dãy nhỏ nên chịu tải nhiều dẫn đến xử lý không kịp gây tải Mặc dù có nhiều ưu điểm hạn chế ngành cơng nghiệp khí phải sử dụng bánh thẳng phổ biến loại vật tư thiết bị thiếu ... bao hình dạng bánh răng: Ưu điểm:với phương pháp tạo bánh răng thẳng, bánh răng nghiêng, bánh nhiều bậc mà khoảng cách bậc nhỏ mà phương pháp gia công khác gia công đặc biệt gia công bánh Nguyên... lý ăn khớp hai bánh răng, bánh vát tạo mặt trước mặt sau làm dụng cụ cắt.Trong q trình gia cơng dụng cụ thực chuyển động cắt theo hướng dọc trục bánh cần gia công với bánh gia cơng có chuyển... với bề mặt phơi 2,Quy trình cơng nghệ sản xuất bánh răng: Hình 1: Sơ đồ tóm tắt quy trình sản xuất bánh (Nguồn: Phịng kĩ thuật – điện) 2,Mơ tả trình tự gia cơng: a Ngun cơng 1: Chuẩn bị cắt phôi