- Muốn biết dạng sản xuất cần phải biết số lượng sản phẩm hàng năm của chi tiết gia công, sản lượng hàng năm của chi tiết gia công được tính theo [8, Tập 2, công thức 2.1, trang 24] như sau:
) 100 1 )( 100 1 ( . 1 β α + + Ν = Ν m , (chiếc/năm) (4.1)
Trong đó: N: Số chi tiết sản xuất được trong một năm N1: Số sản phẩm được sản xuất trong một năm
m = 1 : Số chi tiết như nhau trong một sản phẩm, chiếc β : Số chi tiết chế tạo thêm để dự trữ, (β = 5%÷7%)
α : Số phần trăm chi tiết phế phẩm xảy ra trong quá trình chế tạo, (α = 3%÷6%)
Thay vào công thức (4.1) ) 110
100 6 1 )( 100 4 1 .( 100 + + = = ⇒N (chiếc/năm)
- Sau khi xác định sản lượng hàng năm của chi tiết N ta cần xác định thêm trọng lượng của chi tiết theo công thức :
γ .
1 V
Q = (Kg) (4.2)
Trong đó: Q1: Trọng lượng chi tiết, Kg V : Thể tích của chi tiết, dm3
γ : Trọng lượng riêng của vật liệu, đối với thép γ = 7,852(kG/dm3 )
Do 1 2 2 2 1 2h r h (r r ) h r V =π −π −π − (*)
Với + r: Bán kính của bánh răng, dm + h: Chiều cao của bánh răng, dm Thay vào (*) ta có: ( )2 3,14.1,232.0,9 3,14.0,282.0,9 3,14.0,5.(1,23 0,5)2 2( 3) 2 1 2 1 2h r h h r r dm r V =π −π −π − = − − − ≈
Thay các số liệu vào công thức (4.2) ta được:
) ( 15 852 , 7 . 2 Kg Q = = ⇒
4.2.1. Bản vẽ chế tạo
Hình 4.1: Bản vẽ chế tạo bánh răng
4.2.2. Chức năng và điều kiện làm việc
- Chi tiết gia công là chi tiết dạng đĩa là loại chi tiết được dùng rất phổ biến trong ngành chế tạo máy, đĩa là chi tiết dạng tròn xoay, có tỉ lệ chiều dày so với đường kính bé. Bề mặt cơ bản của các chi tiết dạng đĩa là mặt đầu và bề mặt trụ trong hay ngoài để lắp ghép, bề mặt này có thể là trơn hoặc then hay then hoa, việc gia công chủ yếu là các bề mặt tròn xoay.
- Bánh răng là một chi tiết dạng đĩa điển hình được dùng để truyền động từ trục của hộp giảm tốc đến khuôn uốn, khi bánh răng làm việc thì chịu lực uốn của khuôn thay đổi liên tục, bánh răng có 1 hành trình đi làm việc một hành trình về chạy không, làm việc theo chế độ tải gián đoạn vì vậy lực tác dụng lên răng không đều nên răng dễ bị gãy khi làm việc dẫn đến việc chế tạo bánh răng cũng khắc khe để đảm bảo bánh răng được ăn khớp dễ dàng
đồng thời không bị gãy răng hay bị hư hỏng khi làm việc. Bánh răng được gia công then và được gia công ren để truyền chuyển động xoắn cho khuôn uốn.
4.2.3. Yêu cầu kỹ thuật
- Bánh răng được gia công với độ chính xác tương đối cao, độ nhám làm việc của bề mặt răng Rz = 6,3(μm), và phải qua nhiệt luyện đạt độ cứng 48÷56HRC, để đảm bảo tiếp xúc của răng đúng, kín và không bị gãy răng trong quá trình làm việc.
- Lỗ Ø56(mm) được lắp trên trục vì vậy phải được gia công đạt độ nhám bề mặt lỗ Rz = 6,3(μm), dung sai lỗ đảm bảo đúng lắp ghép H6, độ đảo 2 mặt đầu so với đường tâm lỗ 0,025(mm), bề mặt làm việc của then được gia công đạt độ nhám Rz = 20(μm) và được lắp ghép theo chế độ H7, để cố định bánh răng với trục ta dùng ren vít M12.
4.3. Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi 4.3.1. Chọn phôi
- Để đảm bảo chất lượng của bánh răng ta có thể sử dụng thép các bon tốt hoặc thép hợp kim hoặc các mác thép tương đương C30 hoặc C45 sau khi gia công được nhiệt luyện để đảm bảo độ cứng, dựa theo [8, bảng 29, trang 59] .
Bảng 4.1 Bảng đặc tính của thép C45 Loại thép Giới hạn bền ) / (N mm2 b σ Giới hạn chảy ) / (N mm2 ch σ Độ cứng HRC C45 550 320 150 ÷180
4.3.2. Phương pháp chế tạo phôi
- 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
+ Đúc được những chi tiết có khối lượng va kích thước bất kỳ + Rẽ tiền phù hợp với sản xuất vừa và nhỏ
+ 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 tiện 1M62 2. Tiện phần trụ còn lại 1, 2, 3, 4, 5, 6 9, 12 Máy tiện 1M62
3. Bào rãnh then 17, 18 9, 12 Máy bào
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
10. Kiểm tra Cả bánh răng Công nhân làm
- 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
- Kích thước máy (dài x rộng x cao): 2090 x 2380 x 1450
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
m 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 Đường kính d Chiều dài L Chiều dài phần làm việc l Vật liệu mũi khoan 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
Bảng 4.9 Các thông số cơ bản của dao phay đĩa mô đun
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:
Chọn máy mài răng trụ 5841 của Liên Bang Nga [12, bảng 5.41, trang 486] - Đường kính vòng chia lớn nhất của bánh răng được mài: 320, mm
- 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