THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT BÁNH RĂNG CÔN, đồ án môn học công nghệ chế tạo máy BÁNH RĂNG CÔN, bài tập lớn công nghệ chế tạo máy BÁNH RĂNG CÔN, thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết BÁNH RĂNG CÔN
PHẦN I: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG
- Công dụng của chi tiết:
_Chi tiết gia công của ta là bánh răng cơn răng thẳng, được dùng làm cơ cấu truyền động giữa hai trục vuơng gĩc hoặc cho nhau.
_Với kết cấu truyền lực từ trục đến bánh răng bằng then, đều đó chứng tỏ bánh răng của chúng ta làm việc bình thường ,truyền lực và momen không lớn .
II) Điều kiện làm việc:
_Chi tiết lm việc ở điều kiện cần bôi trơn để giảm ma st cho chi tiết.
III) Yêu cầu kỹ thuật:
_Chi tiết gia công cần đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật sau:
+Bề mặt trụ 38 dùng để lắp trục nên cần độ chính xác cấp 8, độ bền độ cứng cao, độ nhám bề mặt đạt Ra=1,6 nên phương pháp gia công lần cuối là mi.
+Bề mặt cơn C là bề mặt đỉnh răng yêu cầu gia công đạt độ chính xác cấp 9, độ nhám bề mặt đạt Ra=2.5um nên phương pháp gia công tinh lần cuối là tiện tinh.
_Phân tích về độ chính xác của chi tiết:
Chi tiết gia công phải đảm các yêu cầu về kích thước sau
+Các kích thước chỉ dẫn:
Kích thước ±0,025 Kích thước danh nghĩa là 38 theo bảng 1.4 trang 4(BTDSLG) có ES=+0,025;EI=-0 theo TCVN 2244-77 kích thước này đạt cấp chính xác IT6.
Kích thước Þ80±0,17
Kích thước danh nghĩa là 80 theo bảng 1.4 trang 4(BTDSLG) có ES=+0,17;EI=-0,17 theo TCVN 2244-77 kích thước này đạt cấp chính xác IT12.
Kích thước 180±0,2
Kích thước danh nghĩa là Þ180±0,2 theo bảng 1.4 trang 4(BTDSLG) có ES=+0,2;EI=-0,2 theo TCVN 2244-77 kích thước này đạt cấp chính xác IT12.
Kích thước 16±0,09
Kích thước danh nghĩa là 16 theo bảng 1.4 trang 4(BTDSLG) có ES=+0,09;EI=-0,09 theo TCVN 2244-77 kích thước này đạt cấp chính xác IT7.
Kích thước rãnh then 10±0,018
Kích thước danh nghĩa là 10 theo bảng 1.4 trang 4(BTDSLG) có ES=+0,018;EI=-0,018 theo TCVN 2244-77 kích thước này đạt cấp chính xác IT9.
Kích thước 41,3±0,2
Kích thước danh nghĩa là 41,3 theo bảng 1.4 trang 4(BTDSLG) có ES=+0,2;EI=-0,2 theo TCVN 2244-77 kích thước này đạt cấp chính xác IT13.
IV)Vật liệu chi tiết:
_Vật liệu chế tạo bánh răng là C45 là loại vật liệu thường được sử dụng trong việc chế tạo các chi tiết trong máy công cụ.
Kí hiệu:C45
+C:kí hiệu thép cácbon kết cấu theo TCVN
+45:là chỉ thành phần cacbon 45 phần trăm hoặc C=0,45 phần trăm
+Si:chiếm tỉ lệ 0,17-0,37%
+Mn:chiếm tỉ lệ 0,5-0,8%
+ S:chiếm tỉ lệ 0,045%
+P:chiếm tỉ lệ 0,045%
+Ni:chiếm tỉ lệ 0,3%
_Thép cacbon kết cấu là loại thép có hàm lượng tạp chất rất nhỏ, tính năng lí hóa tốt , hàm lượng cacbon chính xác và chỉ tiêu cơ tính rõ ràng.
_Thép kết cấu cacbon dùng chế tạo chi tiết máy chịu lực cao hơn,vật liệu này thường được cung cấp dưới dạng bán thành phẩm.
_Từ những tính chất trên và dựa vào điều kiện làm việc của bánh răng ta thấy bánh răng được chế tạo từ thép kết cấu là hợp lí.
PHẦN II:XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT
I)Tính khối lượng chi tiết:
_Trọng lượng của phôi:
Sử dụng phần mềm ProEngineerWildfin 5.0 ta co được thể tích của chi tiết:
Vct = 488328mm3 =0,48 dm3
Khối lượng chi tiết: Gct = 0,48x7,852=3,7 kg
............................
PHẦN III: CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNGPHÁP
CHẾ TẠO PHÔI
I) Chọn dạng phôi:
_ Vaät lieäu cheá taïo chi tieát laø theùp C45 .
_ Daïng saûn xuaát haøng loaït vöøa.
_ Khoái löôïng chi tieát m = 3,7kg.
_ Hình daùng hình hoïc cuûa chi tieát töông ñoái phức tạp.
Choïn daïng phoâi laø phoâi đúc, vaät lieäu laø theùp C45.
II)Phương pháp chế tạo phôi:
-Đối với phôi đúc thì có nhiều phương pháp chế tạo,có các phương pháp sau: a. Đúc trong khuôn cát – mẫu gỗ
-Chất lượng bề mặt không cao,giá thành thấp,trang thiết bị đơn giản,thích hợp dạng sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ.
-Loại phôi này có cấp chính xác It 16 đến It 17.
-Độ nhám bề mặt:Rz = 160
-Phương pháp này cho năng suất trung bình,chất lượng bề mặt không cao,gây khó khăn trong các bước gia công tiếp theo.
b. Đúc trong khuôn cát - mẫu kim loại:
-Nếu công việc làm khuôn được thực hiện bằng máy thì có cấp chính xác khá cao,giá thành cao hơn so vơi đúc trong khuôn cát mẫu gỗ,vì giá thành tạo khuôn cao.
-Cấp chính xác của phôi cao:IT 15 đến IT 16.
-Độ nhám bề mặt:Rz = 80,chất lượng bề mặt của chi tiết tốt hơn phương pháp đúc với mẫu gỗ,đúc được chi tiết có hình dạng phức tạp,năng suất phù hợp dạng sản xuất hàng loạt vừa và lớn.
c. Đúc trong khuôn kim loại:
-Độ chính xác cao,giá thành đầu tư thiết bị lớn,phôi có hình dáng gần giống với chi tiết nên có lượng dư nhỏ,tiết kiệm được vật liệu nhưng giá thành sản phẩm cao.
-Cấp chính xác của phôi: IT14 đến IT 15.
-Độ nhám bề mặt:Rz = 40.
-Phương pháp này cho năng suất cao,đặc tính kỹ thuật của chi tiết tốt nhưng giá thành cao nên không phù hợp với tính kinh tế trong sản xuất hàng loạt vừa.
d. Đúc ly tâm:
- Loại này chỉ phù hợp với chi tiết dạng tròn xoay,rỗng,đối xứng,đặc biệt là chi tiết hình ống hay hình xuyến.
- Khó nhận được đường kính lỗ bên trong vật đúc chính xác vì khó định được lượng kim loại rót vào khuôn chính xác.
- Chất lượng bề mặt trong vật đúc kém(đối với vật đúc tròn xoay)vì chứa nhiều tạp chất và xỉ.
e. Đúc áp lực:
- Dùng áp lực điền dầy kim loại trong khuôn.
- Hợp kim để đúc dưới áp lực thường là hợp kim Thiếc,Chì,Kẽm,Mg,Al,Cu.
- Đúc dưới áp lực dùng để chế tạo các chi tiết phức tạp như vỏ bơm xăng,dầu,nắp buồng ép,van dẫn khí…
- Trang thiết bị đắt nên giá thành sản phẩm cao.Đặc tính kỹ thuật tốt nhưng đối với dạng sản suất hàng loạt vừa thì hiệu quả kinh tế không cao.
f. Đúc trong khuôn vỏ mỏng:
- Là dạng đúc trong khuôn cát nhưng thành khuôn mỏng chừng 6-8mm
- Có thể đúc được gang,thép,kim loại màu như khuôn cát,khối lượng vật đúc đến 100kg
- Dùng trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối.
g. Đúc liên tục:
-Là quá trình rót kim loại lỏng đều và liên tục vào mặt khuôn bằng kim loại ,xung quanh hoặc bên trong khuôn có nước lưu thông làm nguội(còn gọi là bình kết tinh).Nhờ truyền nhiệt nhanh nên khuôn kim loại lỏng sau khi rót vào khuôn được kết tinh ngay,vật đúc được kéo liên tục ra khỏi khuôn bằng cơ cấu đặc biệt nhu con lăn…
- Thường dùng để đúc tấm,đúc ống ,đúc thỏi.
Kết luận:
-Với những yêu cầu của chi tiết đã cho,tính kinh tế cũng như dạng sản xuất ta sẽ chọn phương pháp chế tạo phôi là đúc trong khuôn cát – mẫu kim loại,làm khuôn bằng máy.
- Phôi đúc đạt cấp chính xác là II.
- Cấp chính xác kích thước It 15- It 16.
- Độ nhám bề mặt:Rz = 80 m
III)Xác định lượng dư tổng cho các bề mặt phôi.
_Lượng dư mặt A:4mm
_Lượng dư mặt B:4mm
_Lượng dư rảnh then:3,3mm
_Lượng dư bề măt răng:4mm
_Lượng dư răng:9,9mm
IV)Yêu cầu kỹ thuật
-Phôi không bị rỗ khí,cháy
-Phôi không bị biến cứng
-Phôi không bị nứt
-Phôi đảm bảo đúng lượng dư để gia công.
V)Hệ số sử dụng phôi
_Trọng lượng dư của phôi:
Sử dụng phần mềm ProEngineerWildfin 5.0 ta co được thể tích của chi tiết:
Vdư = 45499mm3 = 0,045 dm3
Khối lượng dư của chi tiết: Gdư = 0,045x7,852=0,3 kg
_Tính hệ số sử dụng phôi:
Ta có: n = Mct/Mp
Trong đó n: là hệ số sử dụng phôi, n = 0,7 – 1
Mct là trọng lượng chi tiết
Mp là trọng lượng phôi, Mp = 4 kg
N = Mct/Mp = 3,7/4 = 0,9
Với n = 0,9 thì phôi đảm bảo yêu cầu.
PHẦN IV: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG BÁNH RĂNG CÔN
I)Xác định đường lối sản xuất công nghệ:
Trong dạng sản xuất hàng loạt vừa quy trình công nghệ được xác định theo nguyên tắc phân tán hay tập trung nguyên công.Theo nguyên tắc phân tán nguyên công thì quy trình công nghệ được chia ra các nguyên công đơn giản có thời gian gần bằng nhau.
Ở đây mỗi máy thưc hiện một nguyên công nhất định.Đồ gá sử dụng là đồ gá chuyên dùng.
II)Chọn phương pháp gia công:
Đối với dạng sản xuất hàng loạt vừa và hàng loạt lớn muốn chuyên môn hóa cao để có năng suất cao trong điều kiện sản xuất ở Việt Nam thì đường lối công nghệ thích hợp nhất là phân tán nguyên công.Ở đây dùng máy vạn năng sử dụng đồ gá chuyên dùng.
III)Chọn chuẩn công nghệ:
- Chuẩn công nghệ là bề mặt chi tiết được dùng để định vị chi tiết trong quá trình gia công lắp ráp sửa chữa. Việc chọn chuẩn công nghệ thích hợp tạo điều kiện thuận lợi cho việc thực hiện các nguyên công được dễ dàng, nhanh chóng và chính xác ,đảm bảo yêu cầu kỹ thuật và chỉ tiêu kinh tế.
- Xác định chuẩn thô:Là chuẩn định vị trên bề mặt chưa gia công cắt gọt,việc chọn chuẩn thô phải đảm bảo phân bố đủ lượng dư cho bề mặt gia công và đảm bảo độ chính xác cần thiết về vị trí tương quan giữa các bề mặt với nhau,chọn chuẩn thô phải tuân thủ 5 nguyên tắc chọn chuẩn thô.
- Xác định chuẩn tinh:Là chuẩn xác định trên bề mặt đã qua gia công cắt gọt,việc chọn chuẩn tinh phải tuân thủ 5 nguyên tắc chọn chuẩn tinh.
Sau khi chọn chuẩn thô,chuẩn tinh phù hợp ta tiến hành lặp trình tự gia công nhằm đảm bảo yêu cầu kỹ thuật,tính kinh tế,nâng cao năng suất nhờ vào việc giảm thời gian gia công,thời gian phụ.
IV)Lập tiến trình công nghệ:
_Nguyên công 1:chuẩn bị phôi gồm 3 bước:
+Làm sạch phôi
+Kiểm tra phôi
+Thường hóa
_Nguyên công 2:phay mặt A
Chuẩn định vị: mặt B: 3bậc
_Nguyên công 3:phay mặt B
Chuẩn định vị: mặt A: 3bậc
_Nguyên công 4:khoét – doa lỗ Ø38 gồm 4 bước:
Chuẩn định vị: mặt A: 3bậc
Mặt trụ Ø57:3 bậc
+Bước 1:khoét thô lỗ Ø36
+Bước 2:khoét tinh lỗ Ø37,71
+Bước 3:doa thô lỗ Ø37,92
+Bước 4:doa tinh lỗ Ø38
_Nguyên công 5:tiện mặt côn C
Chuẩn định vị: mặt A: 3bậc
Mặt lỗ Ø38:2 bậc
_ Nguyên công 6:phay răng
Chuẩn định vị:mặt A:3 bậc
Mặt lỗ Ø38: 2 bậc
_ Nguyên công 7: Xọc then
Chuẩn định vị: mặt A: 3 bậc
Mặt lỗ : 2 bậc
Mặt trụ Ø57:1 bậc
_ Nguyên công8:Nhiệt luyện
_ Nguyên công 9: Mài lỗ Ø38
Chuẩn định vị:mặt A:3 bậc
Mặt trụ Ø57:2 bậc
_ Nguyên công 10: Mài răng
Chuẩn định vị:mặt A:3 bậc
Mặt lỗ Ø38:2 bậc
_ Nguyên công 11: Tổng kiểm tra
...........................................................................
PHẦN V: BIỆN LUẬN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
- Nguyên công I : Chuẩn bị phôi
_ Bước 1: Chọn phôi
Ta chọn phôi đúc, chọn phương pháp đúc trong khuôn cát làm bằng máy cho phù hợp với dạng sản xuất hàng loạt vừa.
_Bước 2: Làm sạch phôi
Trong quá trình thành phẩm phôi thường có các ba via phần dư thừa d0 đó nên cần mài bỏ trước khi vào các nguyên công tiếp theo ta cũng phải làm sạch vết cháy ở bên ngoài.
_Bước 3: Kiểm tra phôi
Để đảm bảo gia công chính xác ở các nguyên công ta phải kiểm tra kích thước phôi sau khi đúc, phôi khi đúc ra phải đúng yêu cầu đã được ghi trên bản vẽ đúc. Kiểm tra các khuyết tật của phôi như độ cong vênh rạn nứt, có bọt khí hay không để đảm bảo chất lượng của phôi,cơ tính của phôi.
_Bước 4: Ủ phôi
Phôi sau khi đúc thường bị biến cứng gây khó khăn cho việc gia công cơ sau này do đó cần phải ủ đẳng nhiệt để cải thiện cơ tính của phôi, khử được ứng suất và biến cứng của kim loại làm tăng độ bền của kim loại.
- Nguyên công II: Phay mặt A
+Biện luận thứ tự:
Ta chọn gia công mặt A trước vì mặt A có vị trí tương quan với các mặt còn lại. Nó sẽ là chuẩn định vị cho nguyên công sau.
+Biện luận nội dung nguyên công:
Nguyên công này ta gia công 1 bước:
_Phay thô mặt A đạt độ nhám Rz = 40. Do gia công một mặt phẳng nên ta chọn một lần gá.
_Chuẩn định vị: Vì gia công đạt một phương kích thước nên ta chỉ khống chế 3 bậc tự do.
_Mặt B: 3 bậc tự do
+Phân tích máy
Chọn máy gia công : Chọn máy phay 6H12 (TL II/221)
_ Công suất động cơ N=7Kw
_ Hiệu suất máy h=0.75
_ Số vòng quay trục chính n=30 – 1500 v/ph
_ Bước tiến của bàn máy: 30 – 1500 mm/ph
_ Lực lớn nhất theo hướng tiến dao là: 1500Kg
+Phân tích về dao:
_Để gia công A ta chọn dao phay mặt đầu có gắn mảnh hợp kim cứng BK6.Dao hợp kim cứng gia công nhanh và lâu mòn.
_Chọn BK6 gia công thô vì BK6 có độ dẻo chịu va đập tốt D = 75;d = 45;Z = 8.
+Phân tích về đồ gá:
