- Tùy theo bánh răng được chế tạo có đường kính lớn hay nhỏ, hình dáng, kết cấu của chi tiết, phụ thuộc vào dạng sản xuất và điều kiện sản suất cụ thể (trang thiết bị công nghệ, trình độ sản xuất) của xí nghiệp hay nhà máy mà ta chọn phương pháp chế tạo phôi hợp lý, khi chọn phôi nên cố gắng sao cho hình dáng của phôi gần giống với hình dạng chi tiết để cho khối lượng gia công cắt gọt là nhỏ nhất, có rất nhiều phương pháp chế tạo phôi của bánh răng như: Đúc, rèn, dập, ...
- Căn cứ vào kết cấu công nghệ của chi tiết gia công, vật liệu chế tạo thép C45 và sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ nên ta chọn phương pháp chế tạo phôi là phương pháp đúc trong khuôn cát, có lỗ đúc sẵn để tiết kiệm nguyên liệu gia công, phôi được làm sạch, bỏ ba via trước khi được gia công cơ.
- Ưu điểm và nhược điểm của công nghệ đúc trong khuôn cát:
Ưu điểm: + Đúc được những chi tiết có kết cấu phức tạp bên trong do có thể đặt lõi ở bên trong
+ Rẽ tiền phù hợp với sản xuất vừa và nhỏ Nhược điểm: + Vật đúc dễ bị biến trắng
+ Độ chính xác vật đúc không cao
4.4. Thiết kế các nguyên công công nghệ 4.4.1. Bản vẽ đánh số
Hình 4.2: Bản vẽ đánh số bề mặt chi tiết gia công
4.4.2. Lựa chọn phương án thiết kế
Bảng 4.2: Các phương án thiết kế Phương
án
Tên các nguyên công
Bề mặt gia công Bề mặt định vị Chọn máy công nghệ
1
1. Tiện bề mặt trụ
ngoài & tiện lỗ 8, 9, 10, 12, 13,14, 15, 16 6, 2 Máy tiện1M62 2. Tiện phần trụ
3. Bào rãnh then 17, 18 9, 12 Máy bào 7A311
4. Khoan 11 6 Máy khoan
2H55
5. Ta rô 11 6 Máy khoan
2H55
6. Phay răng 7 14, 15, 17 Máy phay
6H80ш
7. Nhiệt luyện Cả bánh răng Lò tôi cao tần
8. Mài lỗ 15 9, 12 Máy mài
3A227B
9. Mài răng 7 14, 15, 17 Máy mài
5841 10.Kiểm tra &
đóng gói
Cả bánh răng Công nhân làm bằng tay
2
1. Tiện bề mặt trụ
ngoài & tiện lỗ 1, 2, 3, 4, 5, 6 ,15 9, 12 Máy tiện1M62 2. Tiện trụ 8, 9, 10, 12, 13,
14, 16 2, 6 Máy tiện1M62
3. Bào rãnh then 17, 18 9, 12 Máy bào
7A311
4. Khoan 11 6 Máy khoan
2H55
5. Ta rô 11 6 Máy khoan
2H55
6. Phay răng 7 14, 15, 17 Máy phay
6H80ш
7. Nhiệt luyện Cả bánh răng Lò tôi cao tần
8. Mài lỗ 15 9, 12 Máy mài
3A227B
9. Mài răng 7 14, 15, 17 Máy mài
5841
Nhận xét hai phương án trên:
- Qua hai phương án trên ta có nhận xét là: Phương án 1 dùng bề mặt trụ 12 làm chuẩn tinh để gia công bề mặt răng 6 thì không làm ảnh hưởng đến bề mặt làm việc của răng do lực kẹp gây nên tuy nhiên khi đó dễ xảy độ đảo hướng tâm, còn phương án 2 dùng bề mặt trụ 6 để gia công thì không đảm bảo được độ nhám của răng cũng như sinh ra biến dạng do lực kẹp gây nên, vì vậy ta chọn phương án 1 là hợp lý nhất.
4.4.3. Thiết kế các nguyên công công nghệ 4.4.3.1. Nguyên công 1: Tiện
Sơ đồ gá đặt:
Các bước của nguyên công công nghệ:
- Bước 1: Tiện mặt đầu 14 đạt cấp chính xác 11 - Bước 2: Tiện mặt trụ 12 đạt cấp chính xác 10
- Bước 3: Tiện mặt vai 9 và bo tròn 10 đạt cấp chính xác 11 - Bước 4: Tiện rộng lỗ 15 đạt cấp chính xác 10, Rz = 25 - Bước 5: Vát mép 13 và 16
Chọn máy công nghệ:
Chọn máy tiện 1M62 tra theo [12, bảng 5-5, trang 452] - Đường kính lớn nhất của chi tiết gia công được: 320 mm - Tốc độ trục chính: n = 12,5 - 1600, vg/ph
- Đường kính lỗ trục chính: d = 45, mm - Kích thước dao: 20 x 20
- Bước tiến dao dọc: 0,08 - 1,9 - Bước tiến dao ngang: 0,04 - 0,95 - Công suất động cơ: 10, KW
Chọn đồ gá: Mâm cặp 3 chấu tự định tâm
Hình 4.3: Mâm cặp 3 chấu tự định tâm Chọn dụng cụ cắt:
- Dao tiện ngoài thân cong, mm các thông số tra [11, Tập 1, bảng 4-4, trang 295] Bảng 4.3: Thông số của dao tiện ngoài thân cong
H B L m a r
16 10 100 8 8 0,5
Hình 4.4: Dao tiện ngoài thân cong
- Dao tiện ngoài thân cong có góc nghiêng chính 900 Tra [11, Tập 1, bảng 4-6, trang 297]
Bảng 4.4: Thông số của dao tiện ngoài thân cong có góc nghiêng 900
H b L n l R
Hình 4.5: Dao tiện ngoài thân cong có góc nghiên 900
Dung dịch trơn nguội:Nước xô đa
Dụng cụ kiểm tra:Dùng thước cặp 0 - 150 mm x 0,02, để kiểm tra độ chính xác của chi tiết.
4.4.3.2. Nguyên công 2: Tiện
Sơ đồ gá đặt
Các bước công nghệ:
- Bước 1: Tiện mặt đầu 2 đạt cấp chính xác cấp 11 - Bước 2: Tiện mặt trụ 6 đạt cấp chính xác cấp 7 - Bước 3: Tiện mặt trụ 3, 4 đạt cấp chính xác cấp 10 - Bước 4: Vát mép bề mặt 1, 5
Chọn máy công nghệ: Chọn máy tiện 1M62 Chọn đồ gá:Mâm cặp 3 chấu tự định tâm Dụng cụ cắt:
- Dao tiện ngoài thân thẳng tra theo [11, Tập 1, bảng 4-5, trang 296] Bảng 4.5: Thông số của dao tiện ngoài thân thẳng
H B L l m c r 0 45 = ϕ 16 10 100 40 6 0,5
Hình 4.6: Dao tiện ngoài thân thẳng - Dao tiện ngoài thân cong
Dung dịch trơn nguội: Dùng nước xô đa
Dụng cụ kiểm tra:Dùng thước cặp 0 - 500 mm x 0,02
4.4.3.3. Nguyên công 3: Bào rãnh then
Sơ đồ gá đặt:
Các bước công nghệ:
Bào rãnh then bề mặt 17 và 18 đạt độ nhám Rz = 20 Chọn máy công nghệ:
Chọn máy bào ngang 7A311 tra [12, bảng 5.18, trang 465] - Chiều dài hành trình bào: 8 - 200
- Kích thước làm việc của bàn: 200 x 200
- Số hành trình kép của đầu bào trong 1 phút: 53 - 212 - Bước tiến ngang của bàn (mm/hành trình kép): 0,1 - 1,2 - Công suất động cơ: 2,5KW
- Khối lượng máy: 600Kg
- Kích thước của máy (dài x rộng x cao): 1380 x 800 x 1390 Chọn đồ gá:Mâm cặp 3 chấu tự định tâm
Chọn dụng cụ cắt: Dao bào rãnh then thân cong có góc nghiêng chính φ = 450 tra theo [11, Tập 1, bảng 4-9, trang 298]
Bảng 4.6: Thông số của dao bào rãnh then
h b L n l R
20 16 170 9 12 1,5
Hình 4.7: Dao bào rãnh then thân cong Chọn dung dịch trơn nguội:Dầu hỏa
Chọn dụng cụ kiểm tra:Thước cặp 0 – 150 mm x 0,02
4.4.3.4. Nguyên công 4: Khoan Ø12
Sơ đồ gá đặt:
Các bước công nghệ:Khoan lỗ thông Ø12 Chọn máy công nghệ:
Chọn máy khoan cần 2H55 của Liên Bang Nga tra [12, bảng 5.23, trang 468] - Đường kính lớn nhất khoan được: d = 50, mm
- Khoảng cách từ đường trục tới trụ A: A = 410÷1600, mm
- Số cấp tốc độ trục chính: 21
- Phạm vi tốc độ trục chính: 20 - 200 - Công suất động cơ: 4KW
- Công suất động cơ nâng cần: 2,2KW
- Kích thước của máy (dài x rộng x cao): 2350 x 1000 x 3320 Chọn đồ gá:Dùng mâm cặp 3 chấu tự định tâm
Chọn dụng cụ cắt:Mũi khoan ruột gà bằng thép gió
Bảng 4.7: Thông số của mũi khoan ruột gà Tên mũi
khoan Đườngkính d Chiều dài L Chiều dài phầnlàm việc l Vật liệu mũikhoan Đuôi trụ loại
ngắn
12 200 40 Thép gió
Hình 4.8: Mũi khoan ruột gà Chọn dung dịch trơn nguội:Nước xô đa
Chọn dụng cụ kiểm tra:Thước cặp 1-150 mm x 0,02
4.4.3.5. Nguyên công 5: Tarô M12
Sơ đồ gá đặt:
Các bước công nghệ:Ta rô ren M12
Chọn máy công nghệ:Chọn máy khoan cần 2H55 để ta rô ren M12 Chọn đồ gá:Mâm cặp 3 chấu tự định tâm
Chọn dụng cụ cắt: Mũi ta rô tra theo [11, Tập 1, bảng 4-136, trang 423] Bảng 4.8: Thông số của mũi ta rô
Bước ren p Đường kính danh nghĩa d L l d1 l1
Hình 4.9: Mũi ta rô Chọn dung dịch trơn nguội:Nước xô đa
Chọn dụng cụ kiểm tra: Kiểm tra kích thước lỗ ta dùng thước cặp 0-150 mm x 0,02. Kiểm tra bề dày của ren ta dùng cữ so ren
4.4.3.6. Nguyên công 6: Phay răng
Sơ đồ gá đặt:
Các bước công nghệ: - Bước 1: Phay thô - Bước 2: Phay tinh Chọn máy công nghệ:
Chọn máy phay vạn năng 6H80Щ của Liên Bang Nga tra theo [12, bảng 5.12, trang 460]
- Kích thước làm việc bàn máy rộng, dài: 200 x 800 - Số cấp tốc độ trục chính: 12
- Tốc độ trục chính: Ngang: 50 - 2240 Đứng: 50 - 2500 - Số cấp bước tiến của bàn: 12
- Công suất động cơ: 3KW
Chọn đồ gá:Dùng đầu phân độ vạn năng Chọn dụng cụ cắt:Dao phay đĩa mô đun
Mô đun D d Số răng Z
2 63 22 14
Hình 4.10: Dao phay đĩa mô đun Chọn dung dịch trơn nguội:Nước xô đa
Chọn dụng cụ kiểm tra:- Thước cặp 0 - 500mm x 0,02 - Cữ so răng
4.4.3.7. Nguyên công 7: Nhiệt luyện
Nhiệt luyện bằng lò cao tần đạt độ cứng 48-56HRC
4.4.3.8. Nguyên công 8: Mài lỗ
Sơ đồ gá đặt:
Các bước công nghệ:
- Mài thô đạt cấp chính xác H8, R = 10μm - Mài tinh đạt cấp chính xác H6, R = 5μm Chọn máy công nghệ:
Chọn máy mài tròn trong 3A227B của Liên Bang Nga tra [12, bảng 5.30, trang 475]
- Đường kính nhỏ nhất và lớn nhất của lỗ được mài: d = 20 - 100, mm - Chiều dài lớn nhất của lỗ được mài: L = 125, mm
- Đường kính lớn nhất của chi tiết được định vị trên máy: D = 300, mm - Dịch chuyển ngang lớn nhất của ụ phôi: 150,mm
- Dịch chuyển dọc lớn nhất của bàn: 450, m/ph - Tốc độ phôi: 180 - 1200, vg/ph
- Tốc độ đá mài: 8400 - 18500, vg/ph - Công suất động cơ: 2,8 KW
Chọn đồ gá:Dùng mân cặp 3 chấu
Chọn dụng cụ cắt:Dùng đá mài prôfin thẳng tra theo [11, Tập 1, bảng 4-170, trang 461]
Bảng 4.10: Thông số đá mài prôfin thẳng
Loại đá d H D Vật liệu mài Độ hạt
ΠΠ 25 20 60 2A; 4A; 9A 40 - 10
Hình 4.11: Đá mài prôfin thẳng Chọn dung dịch trơn nguội:Nước xô đa
Chọn dụng cụ kiểm tra:Thước cặp 0 - 150mm x 0,02
4.4.3.6. Nguyên công 9: Mài răng
Sơ đồ gá đặt:
Các bước công nghệ: - Mài thô răng
- Mài tinh răng
Chọn máy công nghệ:
- Đường kính vòng chia lớn nhất của bánh răng được mài: 320, mm - Môđun lớn nhất của bánh răng được mài: m = 1,5 - 8
- Tốc độ đá mài: 1920, vg/ph
- Kích thước đá mài: Đường kính: 350, mm Chiều rộng: 20, mm - Công suất động cơ: 1,1KW
- Bước tiến dọc- số htk của đá mài hoặc của phôi: 15 - 280 - Số răng của bánh răng được mài: 10 - 200
- Kích thước của máy (dài x rộng x cao): 1985 x 2170 x 2300 Chọn đồ gá: Sử dụng đầu phân độ vạn năng
Chọn dụng cụ cắt:
Chọn đá mài 2П đá phẳng hai mặt vát côn dựa theo [12, bảng 4.93, trang 432] Bảng 4.11: Thông số của đá mài 2П đá phẳng hai mặt vát côn
Các kích thước chính, mm Phạm vi sử dụng
d D H h α
35-50 76-254 8-36 3-8 40-60 Mài răng của bánh răng
Hình 4.12: Đá mài răng 2П Chọn dung dịch trơn nguội: Nước xô đa
Chọn dụng cụ kiểm tra: Kiểm tra bề dày răng ta dùng cữ so dao, Kiểm tra đường kính ta dùng thước cặp 0 - 500mm x 0,02
4.4.3.6. Nguyên công 10: Kiểm tra toàn bộ bánh răng
Kiểm tra và đóng gói sản phẩm.
4.5. Xác định lượng dư trung gian, kích thước trung gian và xây dựng bản vẽ phôi bản vẽ phôi
4.5.1. Chọn bề mặt phân tích là Ø56H6 (Ø56+0,03)
- Xác định lượng dư ta sử dụng công thức: Về một phía: Zi Rz Ti i i i + +ρ +ε = −1 −1 −1 min (4.3) Về hai phía: ( 2 2) 1 1 1 min 2 2Zi = RZi− +Ti− + ρ +i− εi (4.4) Trong đó: Zimin: Lượng dư bé nhất của bước công nghệ thứ i, μm
Rii−1 : Độ nhám do bước công nghệ xát trước để lại, μm
Ti−1 : Chiều sâu lớp bề mặt bị hư hỏng do biến cứng ở bước gia công sát trước để lại, μm
ρi−1 : Sai số không gian của bề mặt gia công do bước gia công sát trước để lại, μm 2 2 vt cv ρ ρ
ρ = + , với ρcvlà sai số do cong vênh bề mặt gia công, ρvtlà sai số vị trí
tương quan giữa mặt gia công và mặt chuẩn định vị, μm
i ε : Sai số gá đặt phôi, μm 2 2 2 dg k c i ε ε ε
ε = + + , với εclà sai số chuẩn, εklà sai số kẹp chặt, εdglà sai số của đồ gá.
- Chọn phôi là thép đúc, cấp chính xác cấp III, đúc trong khuôn cát làm bằng phương pháp thủ công có chất lượng bề mặt Rz+h = 600μm tra theo [11, Tập 1, bảng 3-65, trang 235].
Ta có trình tự các bước công nghệ, độ chính xác và độ nhám bề mặt đạt được khi gia công:
+ Bước 1: Tiện thô, cấp chính xác cấp H15, Rz1 = 250, μm + Bước 2: Tiện bán tinh, cấp chính xác cấp H12, Rz2 = 100, μm + Bước 3: Tiện tinh, cấp chính xác cấp H10, Rz3 = 25, μm + Bước 4: Mài thô, cấp chính xác H8, Rz4 = 10, μm
+ Bước 5: Mài tinh, cấp chính xác H6, Rz5 = 5, μm - Chiều sâu lớp biến cứng theo các bước:
T1 = 240μm , TậP 2 = 100μm, T3 = 25μm, T4 = 20μm, T5 = 15μm - Sai số không gian của phôi cho chiều dài l = 90 (mm)
l
cv cv =∆ .
ρ (4.5)
Trong đó: ∆cv: Độ cong vênh của chi tiết đúc tra [11, Tập 1, bảng 3-67, trang 236] cv
) ( 135 90 . 5 , 1 m cv µ ρ = = ⇒
Khoảng cách giữa lỗ với chuẩn công nghệ Δch = 1200 (μm) Vậy sai số không gian của phôi là:
) ( 1207 2 2 0 ρcv ch µm ρ = +∆ =
+ Sau bước tiện thô sai lệch không gian còn lại là:
) ( 4 , 72 . 06 , 0 0 1 ρ µm ρ = =
+ Sau bước tiện bán tinh sai lệch không gian còn lại là:
) ( 4 , 60 . 05 , 0 0 2 ρ µm ρ = =
+ Sau bước tiện tinh sai lệch không gian còn lại là:
) ( 3 , 48 . 04 , 0 0 3 ρ µm ρ = =
+ Sau bước mài thô sai lệch không gian còn lại là:
) ( 2 , 36 . 03 , 0 0 4 ρ µm ρ = =
+ Sau bước mài tinh sai lệch không gian còn lại là:
) ( 24 . 02 , 0 0 5 ρ µm ρ = =
- Sai số gá đặt bao gồm sai số chuẩn, sai số kẹp chặt và sai số đồ gá Khi gá phôi trên mâm cặp ba chấu tự định tâm nên sai số chuẩn bằng 0 Sai số kẹp chặt bằng 0
Sai số đồ gá: Đây là sai số khi chế tạo máy do mòn chấu cặp, sai số này ảnh hưởng đến