Mục lục ĐỒ ÁN THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ TRỤC SỐ 3 ĐH KTCN

LỜI NÓI ĐẦU

   Với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật hiện nay, những kĩ sư chế tạo máy trong tương lai phải nắm vững được những kiến thức cơ bản trong nhà trường để có nền tảng kiến thức vững chắc mới mong tiếp nhận được những công nghệ khoa học tiên tiến trong thời đại hiện nay. Trong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước của nước ta ngành cơ khi chế tạo máy chiếm một vị thế hết sức quan trọng. Nhận thấy được điều này Đảng và Nhà nước ta có những chính sách hết sức đúng đắn cho ngành này. Một trong những chính sách đó là đào tạo ra một lực lượng lao động có trình độ trong ngành chế tạo máy.

   Môn học Công nghệ chế tạo máy là một môn học rất quan trọng đối với sinh viên ngành cơ khí. Để củng cố kiến thức đã được học của môn học em được giao cho đề tài đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy.

   Sau một thời gian nghiên cứu và làm đồ án em đã hoàn thành được đồ án này.

   Qua đồ án này Em đã tổng hợp được nhiều kiến thức chuyên môn, giúp em hiểu rõ hơn những công việc của một kỹ sư chế tạo máy tương lai. Song với những hiểu biết còn hạn chế cùng với kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy trong bộ môn Công nghệ chế tạo máy  để đồ án của em được hoàn thiện hơn .

   Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn sự quan tâm chỉ bảo của các thầy trong bộ môn đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo  Th.S. Lê Viết Bảo.

PHẦN I

PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG.

1. Phân tích đặc điểm kết cấu

    Chi tiết gia công là dạng trục được dùng phổ biến trong ngành chế tạo máy, chúng có bề mặt cơ bản cần gia công là mặt trụ tròn xoay, mặt ngoài dùng để lắp ghép với bánh răng, ổ lăn, bánh đai, khớp nối và một số chi tiết khác.

Trên trục có hai rãnh then dùng để truyền mômen xoắn cho bánh răng

2. Điều kiện làm việc của chi tiết gia công

     Các chi tiết dạng trục thường được dùng để truyền mômen xoắn giữa hai trục song song với nhau nhờ sự ăn khớp giữa bánh răng với bánh răng hoặc bánh đai.

Do đó khi bộ truyền làm việc do trục ổ và các bánh răng trong quá trình làm việc bị mòn  hoặc hỏng điều đó không tránh khỏi . Vì vậy đòi hỏi chi tiết phải được gia công chính xác , nhiệt luyện đạt độ cứng cần thiết để đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết khi làm việc .

Nhưng với trục thì yêu cầu quan trọng nhất là đảm bảo độ cứng uốn và độ cứng xoắn. tất cả các yêu cầu trên quyết định đến điều kiện làm việc của chi tiết

3.Phân tích yêu cầu kỹ thuật từ đó đinh ra phương pháp gia công lần cuối

    Với bề mặt trụ ngoài Ø150, Ø178, Ø135  được lắp ghép với ổ lăn và bánh răng nên có yêu cầu độ chính xác cao , độ bền , độ bóng, độ cứng cao, cần gia công đạt độ nhám với Ø150 đạt R_Z =1,25 , Ø178 , Ø135 đạt R_Z=2,5 , để đảm bảo điều kiện lắp ghép. độ không đồng tâm giữa hai bề mặt ngõng trục là 0,015 . độ không đồng tâm giữa hai bề mặt lắp bánh răng và bề mặt ngõng trục là 0,015.

Ngoài ra giữa hai bề mặt ngõng trục cần độ đồng tâm là 0,02, và độ đồng tâm của hai bề mặt lắp bánh răng Ø135 và Ø178 và bề mặt ngõng trục là 0,02 . độ vuông góc hai vai trục so với bề mặt ngõng trục là 0,02 . Dựa vào điều kiện làm việc  và yêu cầu về độ bóng  độ chính xác của từng bề mặt nên ta chọn phương pháp gia công tinh lần cuối cho hai bề mặt ngõng trục và hai bề mặt lắp bánh răng là phương pháp mài . các bề mặt còn lại Ø194, Ø170, gia công bằng tiện tinh .

Để gia công rãnh then  sử dụng phương pháp phay

Để đảm bảo được độ đồn tâm giữa các cổ trục và các bề mặt lắp bánh răng  dùng chuẩn tinh thống nhất là 2 lỗ tâm và dùng 2 mũi tâm để định vị chi tiết 

Kết cấu như thế là hợp lý không thay đổi gì thêm .

PHẦN II

XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

   Dạng sản xuất là một khái niệm kinh tế kỹ thuật tổng hợp nó phản ánh mối quan

hệ qua lại giữa các đặc trưng về công nghệ và các hình thức tổ chức sản xuất để có thể tạo ra các sản phẩm đạt được các chỉ tiêu và hiệu quả kinh tế cao nhất.

1.Xác định sản lượng cơ khí.

       Để xác định dạng sản xuất  phải xác định sản lượng cơ khí trong năm và trọng lượng của chi tiết gia công.

Sản lượng phôi trục ra  cần dập yêu cầu là 7500 chi tiết/năm . Như vậy sản lượng cơ khí được tính theo công thức:

                                                         chiếc/năm

Trong đó:

N_i : Sản lượng cơ khí của chi tiết thứ i cần chế tạo

N : Sản lượng kế hoạch năm có chứa chi tiết thứ i cần chế tạo

N = 7500 chi tiết/ năm.

m_i : Số chi tiết trong một sản phẩm, lấy m_i  = 1.

b : Hệ số % đề phòng  mất mát, hư hỏng trong quá trình bảo quản b=(3 ¸ 5), ta lấy b = 3%

á : Hệ số % dự trữ cho hư hỏng quá trình sử dụng  á = 3 %

Vậy:

N_i= 7500 x 1,09 = 8175 chiếc/ năm

*Xác định khối lượng của chi tiết gia công

Khối lượng của chi tiết gia công được xác định theo công thức G_ct= V_ct. g

G_ct. . khối lượng của chi tiết gia công. 

g khối lượng riêng của vật liệu gia công

V_ct. thể tích của chi tiết gia công  ,

ở đây vật liệu gia công là thép C₄₅

thể tích của chi tiết được tính theo công thức

V­_ct = = V₁ +V₂ +V₃+V₄+V₅+V₆ - V₇ -2V₈

 = 6,125 + 1,5342 +2,1783 +3,121 + 1,1378 + 4,1822 – 1,3769 – 0,1783                   = 16,5778 (dm³)

   Vậy ta có  G_CT = V_ct.g= 16,5778.7,852 = 133,47(kg)

PHẦN    III     CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

1.cơ sở vịêc lựa chọn phôi

  Để chế tạo đựơc một chi tiết máy đạt yêu cầu kinh tế kỹ thuật người thiết kế phải xác định kích thước của phôi sao cho thích hợp

Việc lựa chọn phôi dựa trên cơ sở sau

-         Vật liệu chế tạo phôi , cơ tính vật liệu

-         Hình dáng kích thước của chi tiết

-         Loại hình sản xuất

-         Khả năng đạt độ chính xác của phương pháp chế tạo phôi

-         Khả năng làm việc của chi tiết máy.

Với chi tiết gia công ở đây là trục thứ cấp hộp giảm tốc , vật liệu chế tạo là thép C45 có ưu điểm cơ tính tốt, độ bền cao , dạng sản xuất loạt lớn phôi đòi hỏi độ chính xác cao . Do đó chọn phôi được gia công bằng phương pháp gia công áp lực

2. Phương pháp chế tạo phôi.

  Để gia công bằng phương pháp gia công áp lực  có nhiều phương pháp khác nhau , mỗi phương pháp có ưu nhược điểm khác nhau  căn cứ vào ưu nhược điểm của từng phương pháp và yêu cầu của phôi ta xác định từng nguyên công hợp lý

a)       Phương pháp rèn tự do đặc điểm của phương pháp là kim loại bị biến

dạng theo tất cả các phương , phương pháp này nó có ưu điểm có cơ tính tốt , tổ chức kim loại bền chặt chịu uốn chịu xoắn tốt, phương pháp này đơn giản giá thành chi phí thấp.

 Nhược điểm :

   độ chính xác về hình dáng thấp không tạo được phôi có hình dáng phức tạp .

   Vì vậy rèn tự do không thích hợp cho sản xuất loạt lớn

b)     Phương pháp dập thể tích

Cho các chi tiết vừa có độ bóng độ chính xác cao, có khả năng dập được các chi tiết phức tạp, nâng cao cơ tính của phôi .nhược điểm của phương pháp này là lực ép lớn chế tạo khuôn khó khăn

c)      Phương pháp dập nóng chảy

Phương pháp này đạt độ bóng bề mặt (Ñ2  ¸Ñ3) cấp chính xác 11¸12 phôi có cơ tính tốt và có thể tạo được hính dáng phức tạp

ưu điểm của phương pháp này là máy có độ cứng vững tốt ,dẫn hướng êm và chính xác, có thể đẩy phôi tự động

Nhược điểm của phương pháp này là giá thành cao

Tuy vậy phương pháp dập nóng chảy vẫn có ưu điểm hơn so với phương pháp dập thể tích nên được dùng nhiều trong sản xuất hàng khối loạt lớn.

       d) Phương pháp cán

Phương pháp này đơn giản, rẻ tiền , dễ chế tạo , năng suất cao

Nhược điểm phôi có cơ tính không tốt , hình dáng phôi đơn giản

Kết luận .

Qua phân tích ưu nhược điểm của từng phương pháp gia công phôi bằng áp lực và so sánh giữa các phương pháp gia công cho chi tiết là phương pháp gia công dập nóng chảy , thuận lợi cho quá trình cơ khí hoá và tự động hoá trong sản xuất.

Bản vẽ vật dập

Hình 1

PHẦN IV

THIẾT KẾ QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT

4.1 Chọn chuẩn

 Khi chọn chuẩn để gia công các chi tiết máy ta phải xác định chuẩn cho các nguyên công đầu tiên và chuẩn cho các nguyên công tiếp theo .

Thông thường chuẩn dùng ở nguyên công đầu tiên trong quá trình gia công chi tiết máy là chuẩn thô , còn chuẩn dùng cho các nguyên công còn lại là chuẩn tinh

- Khi chọn chuẩn hợp lý sẽ nâng cao được độ chính xác gia công , đơn giản quá trình gá đặt và giảm thời gian phụ . Do đó chọn chuẩn sao cho đảm bảo 2 yêu cầu

    + Đảm bảo chất lượng của chi tiết máy trong quá trình gia công .

    + Nâng cao năng suất và hạ giá thành .

4.1.1  .Chọn chuẩn tinh:

Yêu cầu và lời khuyên khi chọn chuẩn tinh.

- Nên chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính như vậy làm cho sai số về vị trí tương quan khi gia công và khi làm việc là nhỏ nhất.

-  Cố gắng chọn chuẩn định vị trùng với gốc kích thước để sai số chuẩn bằng không

- Chọn chuẩn sao cho khi gia công chi tiết không bị biến dạng do lực cắt lực kẹp , bề mặt chuẩn phải đủ diện tích định vị

- Chọn chuẩn sao cho kết cấu đồ gá đơn giản và thuận tiện khi sử dụng

- Cố gắng chọn chuẩn thồng nhất để sai số chuẩn là nhỏ nhất .

Quá trình gia công sẽ đạt độ chính xác cao nhất ,nếu toàn bộ quá trình gia công chi tiết chỉ cần qua một lần gá đặt , nếu thay đổi sẽ sinh ra sai số tích luỹ ở những lần gá sau.

Căn cứ vào yêu cầu và lời khuyên ở trên ta có các phương án sau:

a/ Phương án 1: Căn cứ vào các lời khuyên khi chọn chuẩn tinh, ta chọn chuẩn tinh là hai lỗ tâm côn ở hai đầu trục.

    Ưu điểm:

    - Không gian gia công rộng.

    - Có thể hoàn thành gia công thô và tinh hầu hết các bề mặt của chi tiết, đây là chuẩn tinh thống nhất.

    - Có thể gia công được tất cả các mặt ngoài.

    - Khi dùng hai lỗ tâm làm chuẩn và định vị trên hai mũi tâm để gia công mặt ngoài thì không có sai số chuẩn cho các kích thước đường kính các cổ trục vì khi đó chuẩn định vị trùng chuẩn đo lường.

    - Gá đặt nhanh và sơ đồ gá đặt đơn giản.

    Nhược điểm:

    - Có sai số chuẩn theo phương chiều trục nếu mũi tâm bên trái là mũi tâm cứng khi gia công trục bậc theo phương pháp chỉnh sẵn dao.

    - Độ cứng vững kém, phải truyền lực bằng tốc kẹp.

    Sơ đồ định vị chi tiết trục răng trên hai mũi tâm:

Hình 2

b/ Phương án 2: Chọn chuẩn tinh là mặt trụ ngắn  khống chế 2 bậc tự do, vai trục khống chế 1 bậc tự do kết hợp lỗ tâm khống chế 2 bậc tự do.

    Ưu điểm:

    - Độ cứng vững cao, tính vạn năng cao, lực kẹp lớn, gá đặt đơn giản.

    - Gia công được tất cả các mặt ngoài.

    Nhược điểm:

    - Dùng chuẩn tinh theo phương án này không phải là chuẩn tinh thống nhất.

    - Không gian gia công hẹp hơn so với phương án dùng chuẩn tinh là hai lỗ tâm côn.

    - Độ chính xác đồng tâm thấp. Gá đặt tuy đơn giản nhưng năng suất không cao.

    Sơ đồ định vị chi tiết trục  theo phương án hai:

Hình 3

c/ Phương án 3: Chọn chuẩn tinh là hai mặt trụ ngắn Ø150 khống chế 4 bậc tự do kết hợp với mặt vai trục  khống chế thêm một bậc

  Ưu điểm :

-         Đảm bảo độ đồng tâm giữa hai ngõng trục cao

-         Đồ gá đơn giản , thuận tiện cho quá trình gia công

Nhược điểm

-         Do trục có khối lượng lớn nên khó khăn trong quá trình gá đặt

-         Không thể gia công được tất cả các bề mặt trên một lần gá

Hình 4

Kết luận về chọn chuẩn tinh: Chọn chuẩn tinh là hai lỗ tâm  ở hai đầu trục, đây là chuẩn tinh thống nhất.

4.1.2.Chọn chuẩn thô:

    4.1.2.1 Yêu cầu

  - Phải phân bố đủ lượng dư cho các bề mặt gia công

  - Phải đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan .

   4.1.2.2  Lời khuyên

   - Theo một phương kích thước nhất định nếu trên chi tiết gia công có hai hay nhiều bề mặt không gia công thì ta nên chọn bề mặt không gia công nào đòi hỏi có độ chính xác tương quan cao nhất đối với bề mặt gia công để làm chuẩn thô .

   - Theo một phương kích thước nhất định nếu trên chi tiết gia công có một bề mặt không gia công thì ta nên chọn bề mặt không gia công đó làm chuẩn thô .

    - Theo một phương kích thước nhất định  trên chi tiết gia công nếu có tất cả các bề mặt đều phải gia công thì ta nên chọn phôi nào ứng với bề mặt gia công mà trên đó đòi hỏi phải bố trí lượng dư đều và lớn nhất để làm chuẩn thô.

    - Với một bậc tự do cần thiết phải hạn chế của chi tiết gia công trong  nhiều lần gá của một quá trình công nghệ thì chuẩn thô không nên dùng quá một lần .

  - Trong số những bề mặt phôi thoả mãn yêu cầu lời khuyên của chuẩn thô thì ta nên chọn mặt phôi nào trơn tru nhất, bằng phẳng nhất để làm chuẩn thô.

 Từ các yêu cầu và lời khuyên chọn chuẩn thô cho chi tiết gia công ta có các phương án chọn chuẩn thô như sau .

4.1.2.3 Phương án

   Chọn chuẩn thô là hai bề mặt trụ ngoài định vị trên 2 khối V, khống chế 4 bậc tự do , kết hợp với vai trục khống chế 1 bậc tự do

Hình 5

   Ưu điểm

     -Gá đặt nhanh chóng , đảm bảo độ cứng vững cho chi tiết gia công

    - Lượng dư nhỏ và phân bố đều.

4.2.Thiết kế quy trình công nghệ

4.2.1 Xác định thứ tự nguyên công

   - Nguyên công I : Tôi cải thiện đạt độ cứng 220÷230 HB

   - Nguyên công II : Khoả mặt đầu khoan tâm

   - Nguyên công III : Tiện thô bề mặt Ø194, Ø178, Ø150

   - Nguyên công IV : Tịên thô bề mặt  Ø150, Ø130, Ø170

   - Nguyên công V : Tiện tinh bề mặt Ø150, Ø135, vát mép 2 x 45­⁰

   - Nguyên công VI  : Tiện tinh bề mặt  Ø150, Ø178, vát mép 5x 45­⁰,

      vát mép 2 x 45­⁰

   -Nguyên công VII : Phay rãnh then B = 45, B=36  

   - Nguyên công VIII : Kiểm tra trung gian

   - Nguyên công IX : Mài các bề mặt  Ø135, Ø150.

   - Nguyên công X : Mài các bề mặt Ø150, Ø178

   - Nguyên công XI :  Tổng kiểm tra