QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHI TIẾT BÁNH RĂNG NHIỀU BẬC 

 

MỤC LỤC

CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG   .................................. 6

CHƯƠNG II : CHỌN PHÔI, PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ LƯỢNG DƯ GIA CÔNG  ................................................ 10

CHƯƠNG III : LẬP BẢNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CƠ................................................................................ 18

CHƯƠNG IV : TÍNH TOÁN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CƠ................................................................................. 19

CHƯƠNG V : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ...................................... 52

CHƯƠNG VI : KẾT LUẬN……………………………………………....64

TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………65

  

CHƯƠNG I

PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG .

1.    Phân tích công dụng và điều kiện làm việc chi tiết gia công

-Tên chi tiêt: Bánh răng

-Công dụng:

-Phân tích vật liệu chế tạo chi tiết gia công

vKí hiệu và thành phần hóa học.

-        Kí hiệu: C45

vThành phần hóa học: Thép và Cacbon.

+ 45%  Cacbon.

+55%  Thép

vTính chất:

Mô đun đàn hồi [ x N / ]/ 205.

Mật độ  [g/cm3]7.85.

Nhiệt dung riêng [J/GK] : 0.48.

vCông dụng:

Chế tạo ra các đinh vít, rèn, lốp bánh xe, trục, liềm dao…và vật liệu trong chế tạo các thành phần của máy.

2.    Phân tích kết cấu hình dạng chi tiết gia công:

Chi tiết thuộc dạng bạc.

-        Những  bề mặt đặc biệt cần quan tâm khi gia công :

• Lỗ có dung sai lỗ là H7
• Trụ .

-        Bề mặt làm việc :

• Lỗ
• Bánh răng trụ
• Trụ .

-        Phân tích độ chính xác gia công:

*   Dung sai kích thướt chỉ dẫn : (tra bảng 1.4/trang4 BTDSLG)

Kích thướt đường kính lỗ

Sai lệch trên +0.018.

Sai lệch dưới 0.

Dung sai kích thướt ITD 0.018

 

* Dung sai kích thướt không chỉ dẫn CCX12.

- Kích thướt 34 .

Sai lệch trên es  +0.25.

Sai lệch dưới ei – 0.25.

Dung sai kích thướt ITD = 0.5.

-Kích thướt 8

Sai lệch trên es  + 0.15.

Sai lệch dưới – 0.15.

Dung sai kích thướt  ITD =0.3

- Kích thướt 4 .

Sai lệch trên es  +0.12.

Sai lệch dưới ei – 0.12.

Dung sai kích thướt ITD = 0.24.

- Kích thướt 3 .

Sai lệch trên es  +0.1.

Sai lệch dưới ei – 0.1.

Dung sai kích thướt ITD = 0.2

- Kích thướt .

KTDN : 65

Sai lệch trên es  +0.3.

Sai lệch dưới ei – 0.3.

Dung sai kích thướt ITD = 0.6.

- Kích thướt .

KTDN : 60

Sai lệch trên es  +0.3.

Sai lệch dưới ei – 0.3.

Dung sai kích thướt ITD = 0.6

.- Kích thướt .

KTDN : 59

Sai lệch trên es  +0.3.

Sai lệch dưới ei – 0.3.

Dung sai kích thướt ITD = 0.6

- Kích thướt .

KTDN : 50

Sai lệch trên es  +0.3.

Sai lệch dưới ei – 0.3.

Dung sai kích thướt ITD = 0.6

- Kích thướt .

KTDN : 65

Sai lệch trên es  +0.25.

Sai lệch dưới ei – 0.25.

Dung sai kích thướt ITD = 0.5.

- Kích thướt .

KTDN : 44

Sai lệch trên es  +0.25.

Sai lệch dưới ei – 0.25.

Dung sai kích thướt ITD = 0.5

- Kích thướt .

KTDN : 35

Sai lệch trên es  +0.25

Sai lệch dưới ei – 0.25

Dung sai kích thướt ITD = 0.5.

3.    Độ chính xác về hình dạng hình học

-        Độ vuông góc 2 bề mặt A và lỗ 0.02

-        Dung sai độ đồng trục giữa tâm lỗ và đường kinh bánh răng  0.02.

 

CHƯƠNG II

CHỌN PHÔI, PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ LƯỢNG DƯ GIA CÔNG

 

1. Chọn Phôi và Phương pháp chế tạo phôi

1.1 Phôi cán:

- Phôi cán là sản phẩm của nhà máy luyện kim liên hợp để chế tạo trực tiếp chi tiết bằng phương pháp gia công có phôi trên các máy cắt gọt kim loại.

  * Phôi cán có hai loại : phôi cán nóng và phôi cán hiệu chuẩn.

-        Phôi cán nóng là phôi vừa cán ở nhà máy luyện kim liên hợp ra, chưa được bóc vỏ đen bên ngoài, loại phôi này có độ chính xác kích thước thấp, phôi có D=50mm thì độ chính xác chỉ đạt cấp 12, nếu  D=(50-130) thì độ chính xác đường kính đạt cấp 13

-        Phôi cán hiệu chuẩn là loại phôi cán nóng được bốc đi lớp vỏ đen bên ngoài do đó loại phôi này có độ chính xác cao hơn. Nếu đường kính phôi đến 100mm thì độ chính xác tới cấp 7 và độ nhãn bề mặt đạt cấp 8. Loại phôi này dùng để gia công trên máy tự động. phôi cán hiệu chuẩn có các hình dạng khác nhau như tròn, lục giác, tam giác thậm chí có cả những tiết diện định hình

-        Ưu điểm:

• Độ chính xác của phôi cao, năng xuất chế tạo phôi cao.
• Phôi cán có nhiều dạng và nhiều tiết diện.
• Phương pháp chế tạo phôi đơn giản, rẻ tiền, dễ chế tạo và năng suất cao.

-        Nhược điểm:

• Cơ tính vật liệu không tốt phôi có hình dáng đơn giản trên bề mặt.
• Không cán được các loại vật liệu dòn.
• Không cán được các loại phôi có kích thước lớn.

1.2 Phôi rèn:

Khởi phẩm của phôi rèn là thép đúc hay phôi cán , so với phôi cán thì phôi rèn có kết cấu bền chặt hơn, do đó đối với những trục quan trọng như trục chính các máy cắt kim loại, trục khuỷu các loại động cơ đốt trong người ta thường dùng phôi rèn.

 

-        Ưu điểm:

• Vốn đầu tư thấp, thiết bị đơn giản, kim loại bị biến dạng về tất cả các hướng cho nên phôi có cơ tính tốt.

-        Nhược điểm:

• Khó tạo được phôi có hình dáng phức tạp, năng suất thấp, không phù hợp với dạng sản xuất hàng loạt vừa trở lên,chỉ phù hợp với dạng sản xuất loạt nhỏ hay đơn chiếc.
• Có độ chính xác kích thước thấp.

ðĐược sử dụng rộng rãi  trong sản xuất hàng loạt trở lên.

1.3 Phôi đúc:

Phôi đúc có cơ tính không cao bằng phôi rèn, cán nhưng dễ dàng trong việc chế tạo khuôn đúc cho những chi tiết có vật liệu là gang.

-        Ưu điểm:

• Có thể đúc đuợc tất cả các kim loại và hợp kim, thường là gang, thép, kim loại màu và hợp kim của chúng có khối lượng từ vài gram đến vài trăm tấn
• Đúc được các chi tiết có hình dạng và kết cấu phức tạp như thân máy bệ máy công cụ, vỏ động cơ mà các phương pháp khác khó chế tạo khó khăn hay không chế tạo được.
• Có thể đúc nhiều kim loại khác nhau trong một vật đúc.
• Dễ cơ khí hóa, tự động hóa, cho năng suất cao, giá thành thấp và đáp ứng tính linh hoạt trong sản xuất.

-        Nhược điểm:

• Tốn kim loại cho hệ thống rót.
• Có nhiều khuyết tật làm tỷ lệ phế phẩm cao
• Kiểm tra khuyết tật bên trong vật đúc đòi hỏi thiết bị hiện đại.

Do dạng sản xuất là hàng loạt vừa, trang thiết bị tự chọn, và vật liệu của chi tiết gia công là C45 để giảm thời gian gia công cơ nên ta chọn phôi rèn.

2. Phương pháp chế tạo phôi :

Công nghệ đúc có nhiều phương pháp :

2.1 Đúc trong khuôn cát :

Là dạng đúc phổ biến, khuôn chỉ dùng 1 lần, kim loại sau khi nóng chảy được rót vào khuôn dưới tác dụng của áp suất và nhiệt độ nó làm nguội lại thành vật đúc gọi là phôi. Với phương pháp này có thể đúc đuọc các chi tiết có khối lượng và hình dáng bất kì, những chi tiết có hình dáng phức tạp do có thể dặt lỗi bên trong.

   Phương pháp này có 3 loại:

-             Đúc mẫu gỗ làm khuôn bằng tay: phương pháp này có độ chính xác kích thước thấp, vì quá trình làm khuôn, có sự xê dịch của mẫu trong chất làm khuôn và sai số chế tạo mẫu. Năng suất thấp, vì quá trình thực hiện bằng tay. Do đó chỉ được dùng trong sản xuất đơn chiếc hoặc đúc những chi tiết có khối lượng lớn như bệ máy thân máy của máy cắt kim loại. Đạt CCX III.

-             Đúc mẫu gỗ làm khuôn bằng máy: phương pháp này có độ chính xác và năng suất cao hơn phương pháp trên, vì đảm bảo sự đồng nhất của khuôn, giảm sai số do quá trình làm khuôn gây ra. Muốn khuôn ép sát người ta có thể dùng dầm hơi hay dùng phương pháp rung động để dồn khuôn. Phương pháp này dùng trong sản xuất hàng loạt nhỏ với trọng luọng chi tiết không lớn lắm, sai số chủ yếu do mẫu gây ra.

-             Đúc mẫu kim loại làm khuôn bằng máy: phương pháp này có năng suất và độ chính xác cao hơn các phương pháp trên, vì đảm bảo sự đồng nhất của khuôn, giảm sai số do quá trình làm khuôn gây ra. Người ta dùng dầm hơi hoặc dùng phương pháp rung động để dầm khuôn. Phương pháp này dùng trong sản xuất hàng loại vừa trở lên. Đạt CCX II

2.2 Đúc trong khuôn kim loại:

Khuôn kim loại có thể dùng để đúc cả kim loại màu lẫn hợp kim đen, tuổi thọ của khuôn tùy theo nhiệt độ nóng chảy của kim loại đúc. Đối với những kim loại nhẹ như nhôm, kẽm, đồng thì có thể đúc được hàng vạn chi tiết. khi đúc gang thì được 1500-5000 lần, còng đúc thép thì được 600-700 lần.

-        Ưu điểm:

• Nâng cao được độ chính xác vật đúc, tăng độ láng bề mặt chi tiết.
• Tránh được quá trình làm mẫu, giảm chu kì sản xuất.

-        Nhược điểm:

• Giá thành chế tạo tương đối lớn, nguyên liệu làm khuôn phải có nhiệt độ nóng chảy cao ( ít nhất phải cao hơn nhiệt độ nóng chảy của nguyên liệu đúc).
• Không đúc được cho tiết có hình dạng phức tạp, có nhiều thành vách mỏng, có chiều dày các vách thay đổi đột ngột.
• Không đúc được các chi tiết có khối lượng lớn

ðDo đó khuôn kim loại chỉ dùng trong sản xuất hàng loại trở lên.

2.3 Đúc ly tâm :

Khi kim loại nóng chảy được bỏ vào khuôn quay tròn. Dưới tác dụng của lực ly tâm kim loại bị ép vào thành khuôn và nguội đi. Các bột khí, chất bẩn, xỉ bị đẩy vào phía trong và nổi lên. Sản phẩm đúc ly tâm có tinh thể nhỏ tỉ trọng cao cơ tính tốt nhưng không đồng đều từ ngoài vào trong. Thường dùng với những sản phẩm có dạng tròn xoay.

-        Ưu điểm:

• Tổ chức kim loại mịn chặt do sự kết tinh của kim loại lỏng dưới tác dụng của lực ly tâm đảm bảo cho vật đúc có độ đồng chất cao, loại bỏ các rỗ khí và tạp chất xỉ
• Tạo được các khoảng rỗng bên trong mà không cần dùng lõi
• Không dùng hệ thống rót phức tạp nên tiết kiệm kim loại.

-        Nhược điểm:

• Thiên tích vùng theo tiết diện ngang do lực ly tâm
• Đường kính lỗ kém chính xác và chất lượng bề mặt lỗ xấu.

2.4 Đúc theo mẫu chảy :

Lòng khuôn được tạo ra từ mẫu là vật liệu dễ chảy do đó  việc lấy mẫu ra khỏi lòng khuôn được thực hiện bằng nung chảy mẫu và rót ra theo hệ thống rót.

Dùng đúc các hình dạng phức tạp, đòi hỏi nhiều công đoạn gia công cơ khí , từ bất kì hợp kim nào

Sau khi làm khuôn, khuôn được nung để đốt chảy mẫu, tạo lòng khuôn để rót kim loại khi đúc

Do chế tạo ra vật đúc chính xác nên gọi là đúc chính xác.

-        Ưu điểm:

• Dễ thiết kế
• Đúc được nhiều loại hợp kim
• Vật liệu đúc có độ chính  xác cao nhờ lòng khuôn không phải lắp ráp theo mặt phân khuôn.
• Vật đúc có thể là vật liệu khó nóng chảy, nhiệt độ rót cao
• Độ bóng và độ chính xác cao

-        Nhược điểm:

• Không đúc được chi tiết dạng lớn.
• Chỉ mang lại hiệu quả cao khi đúc các chi tiết có hình dáng phức tạp.
• Quy trình chế tạo vật đúc gồm nhiều công đoạn nên năng suất không cao. Do vậy người ta cần cơ khí hóa hoặc tự động hóa trong quá trình sản xuất.

2.5 Đúc áp lực :

Kim loại nóng chảy đỗ vào khuôn bằng thép dưới áp lực lớn nhờ vậy kim loại sẽ điền đầy phần rỗng trong khuôn vào chịu áp lực cao khi nguội.

Phương pháp này đúc được hình dạng  phức tạp có độ chính xác cao hơn các phương pháp khác

Người ta dùng ống dẫn nước qua khuôn đến làm nguội vật đúc.

-        Ưu điểm:

• Độ bóng và độ chính xác vật đúc cao.
• Đúc được các chi tiết có thành mỏng và khả năng điền đầy khuôn tốt.
• Vật đúc có cơ tính tốt.
• Năng suất cao.

-        Nhược điểm:

• Không dùng lỗi nên không đúc được những chi tiết có hình dạng phức tạp bên trong.
• Khuôn mẫu nhanh mòn do dòng kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao.

Vì sản lượng không nhiều , chi tiết đơn giản không phức tạp, sản lượng  hàng loạt vừa nên ta chọn phương pháp phương pháp rèn khuôn đạt CCX  12..

..........................

CHƯƠNG V

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ

THIẾT KẾ ĐỒ GÁ KHOAN, KHOÉT, DOA LỖ

     I.          Khái niệm:

Đồ gá là loại dụng cụ dụng cụ dùng để xác định vị trí cảu chi tiết gia công so với dụng cụ cắt rồi kẹp chặt chúng lại nhanh chóng.

  II.          Mục đích sử dụng:

Nâng cao năng suất và độ chính xác gia công, vị  trí của chi tiết so với máy, dao được xác định bằng  các đồ định vị, không phải rà mất nhiều thời gian, độ chính xác gia công được đảm bảo nhờ phương án chon chuẩn.

Tăng khả năng công nghệ của thiết bị

Giúp ta có thể gia công các nguyên công khó

Giảm thời gian gá đặt….

1. CÁC CHI TIẾT ĐỊNH VỊ:

+ Phiến tỳ vành khăn

+ Khối V cố định

+ Bạc dẫn hướng

1. CƠ CẤU KẸP CHẶT

Cơ cấu kẹp dùng ren :

Cơ cấu kẹp dùng ren gồm vít ren kẹp 5 quay trong bạc ren trung gian 4 có đầu là tay quay  lắp với thân gá 3, vít 2 dùng đẻ chống xoay bạc ren 4 khi quay vít 5, miếng đẹm 1 được lắp tự lựa với đuôi vít 1để lực kẹp được phân bố đều tránh làm hư bề mặt kẹp. khi mặt kẹp trên chi tiêt gia công chưa qua cắt gọt thì mặt đầu miếng đệm 1 được khía nhám. Để quay vít 5 đầu vít có thể làm đầu bulong lục giác, hoặc được lắp cố định với tay quay hoặc dùng các loại núm vặn.

   V.          Chọn phương án định vị và chi tiết định vị.

-        Phiến tỳ vành khan định vị măt A 3 bậc.

-        Khối V cố định 2 bậc.

1. Sai số chuẩn : đồ gá không có sai số chuẩn.
2. Tính toán lực kẹp.

Trên hình ta thấy lực cắt P và trọng lực G đều có phương song song với  mặt định vị chính. Lực kẹp W có phương và chiều vuông góc với mặt định vị chính nên cần có trị số rất lớn để tạo ra lực ma sát   trên mặt định vị chính.

= f.W

f.W = P + G -> W =

trong đó :

-        G: trọng lực

-        P: lực cắt

-        W: lực kẹp

-        F : lực ma sát

-        f:hệ số ma sát trượt

-lực ma sát giữa chi tiết gia công và chi tiết định vị.

 = f.W

-lực ma sát giữa chi tiết gia công và chi tiết kẹp.

= f.W

Cân bằng lực

+ = 4f.W – P + G -> W= =  = 336 KG

-         = K.W = 2,6 x 336 = 772,8  KG

K : hệ số an toàn, từ 1,4 – 2,6

Đường kính bu lông cần thiết

d ≥ C   = 1,4 = 9,841 mm

chọn bu lông M10

trong đó:

C: 1,4 đối với ren hệ mét cơ bản

: ứng suất kéo của vật liệu

W lực kẹp do ren tạo ra (KG)

d đường kính đỉnh ren (mm)

Đối với đầu kẹp vằng khăn

R’ =  x  =  x  = 15,5

         =  = 7714 N

Trong đó :

Q lực tác dụng lên tay quay của công nhân, lấy Q=(14-16)

L chiều dài cánh tay dòn, thường lấy L 14d

.d đường kính danh nghĩa của ren (mm)

bán kính trung bình của đỉnh ren (mm)

. góc nâng của ren

góc ma sát quy đổi, thường lấy  =

Kiểm nghiệm kết quả với lực kẹp cần thiết, chúng ta nhận thấy tương đương nhau.

1. Ưu điểm-nhược điểm

-    Ưu điềm:

+ Các chi tiết định vị trên đồ gá khá đơn giản, dễ thay thế khi bị mòn.

+ Lực kẹp lớn,tính tự hãm tốt.

+ Cơ cấu kẹp chặt gọn dễ thao tác khi gá đặt.

-    Nhược điểm:

+Tốn nhiều thời gian để kẹp chặt và tháo lỏng, tốn sức lao động.

+Hướng dẫn bảo quản đồ gá

+Khi gia công sản phẩm phải cẩn thận tránh làm hư hỏng các chốt định vị, khi gá đặt lực kẹp phải vừa đủ không được siết với lực lớn để tránh biến dạng chi tiết gia công. Khi gia công xong phải vệ sinh lại đồ gá cẩn thận.

THIẾT KẾ ĐỒ GÁ KHOAN, KHOÉT, DOA LỖ

     I.          Khái niệm:

Đồ gá là loại dụng cụ dụng cụ dùng để xác định vị trí cảu chi tiết gia công so với dụng cụ cắt rồi kẹp chặt chúng lại nhanh chóng.

  II.          Mục đích sử dụng:

Nâng cao năng suất và độ chính xác gia công, vị  trí của chi tiết so với máy, dao được xác định bằng  các đồ định vị, không phải rà mất nhiều thời gian, độ chính xác gia công được đảm bảo nhờ phương án chon chuẩn.

Tăng khả năng công nghệ của thiết bị

Giúp ta có thể gia công các nguyên công khó

Giảm thời gian gá đặt….

1. CÁC CHI TIẾT ĐỊNH VỊ:

Chốt trụ dài có vai

IV . Chọn phương án định vị và chi tiết định vị:

- Chốt trụ dài có vai định vị lỗ 18 và mặt A  khử  bậc 5 tự do.

1. Nguyên công này không có sai số chuẩn:
2. Cơ cấu kẹp chặt

-Đồ gá trên sử dụng cơ cấu bằng đai ốc với vòng đệm chữ C.

-Nguyên lý hoạt động: chi tiết được đưa vào bằng cách tháo  đai ốc ra sau đó lấy vòng đệm C ra, sau đó lấy chi tiết ra. Lắp chi tiết vào cũng như vậy sau đó siết đai ốc để kẹp chặt

VII. Trị số lực kẹp:

 

Đễ chi tiết cân bằng  thì tổng các momen ma sát giữa chi tiết gia công với chi tiết định vị và kẹp chặt bằng Momen M.

Mms ≥ M.k

óMms ≥0.89x1.5 (k : hệ số an toàn).

ó Mms ≥1.335

Chọn Mms=2 KGm.

Mms=Fms1.+Fms2.+Fms3.+Fms4.+Fms5. +Fms6.

Mà Fms1 =Fms2=Fms3 =(2W+Po+G).f

 -Fms6=Fms5=W.f

ó3.(2W+Po+G).f .26+ W.f.18+ 2.W.f.16=Mms

ó2.W.0,2.5,5 +(2W+185+0.581).0,2.18.W +2.0.2.16.W=2

óW= 92.8(KG)

Để đảm bảo an toàn thì:

W0=W.k => W0 =92.8x2.6=241.3(KG).

v  Lực kẹp tại đầu bu lông:

Ta có: L= 97, L1=154

Ta có W= Q  => Q=

óQ=

óQ=

v  Đường kính của bu lông:

d ≥ C

ód ≥1.4 ≥9.6mm

ð  Chọn d=10mm.

-trong đó:

C: 1,4 đối với ren hệ mét cơ bản

: ứng suất kéo, thép C45

W lực kẹp do ren tạo ra (KG)

 d đường kính đỉnh ren (mm).

v  Lực tác dụng của công nhân

Góc nâng ren: a=3°, bán kính trung bình của ren: rtb = 4.5 (tra sổ tay CNCTM2-468)

Bán kính của miếng đệm: R=x== 9.3 (mm).

= (KG).  

 (Với cánh tay đòn L=120 mm)

Vậy lực siết của người công nhân là 0.5 KG

v  Sai số đồ gá : đồ gá được định vị bằng  lỗ  được gia công chính xác do đó sai số của đồ gá là do độ hở của chốt và lỗ dùng để định vị. Sai số do mòn muỗi khoan sinh ra.

1. Ưu điểm-nhược điểm

-    Ưu điềm:

+ Các chi tiết định vị trên đồ gá khá đơn giản, dễ thay thế khi bị mòn.

+ Lực kẹp lớn,tính tự hãm tốt.

+ Cơ cấu kẹp chặt gọn dễ thao tác khi gá đặt.

-    Nhược điểm:

+Tốn nhiều thời gian để kẹp chặt và tháo lỏng, tốn sức lao động.

+Hướng dẫn bảo quản đồ gá

+Khi gia công sản phẩm phải cẩn thận tránh làm hư hỏng các chốt định vị, khi gá đặt lực kẹp phải vừa đủ không được siết với lực lớn để tránh biến dạng chi tiết gia công. Khi gia công xong phải vệ sinh lại đồ gá cẩn thận.