Đề tài Quy trình công nghệ gia công chế tạo bánh răng ăn khớp với thanh răng

LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng trong chương trình đào tạo kĩ sư và cán bộ kĩ thuật về thiết kế, chế tạo các loại máy và các trang bị cơ khí phục vụ các ngành kinh tế như nông nghiệp, công nghiệp, giao thông vận tải, điện lực v.v… Môn học tạo điều kiện cho sinh viên nắm vững và vân dụng có hiệu quả các phương pháp thiết kế , xây dựng và quản lý các quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí về kĩ thuật sản xuất và tổ chức sản xuất nhằm đạt được các chỉ tiêu kinh tế theo yêu cầu trong điều kiện và quy mô sản xuất cụ thể.Sinh viên cần nắm vững về chỉ tiêu công nghệ cần thiết nhằm nâng cao tính công nghệ trong quá trình thiết kế các kết cấu cơ khí để góp phần nâng cao hiệu quả chế tạo chúng. Bài tập thiết kế này là quy trình công nghệ gia công chế tạo bánh răng ăn khớp với thanh răng trong cơ cấu thay đổi tầm với của cần trục chân đế . Cần trục chân đế Kirov la loại cần trục có cần vòi cân bằng hoàn toàn thay đổi tầm với bằng cơ cấu thanh răng bánh răng.Trong đo ù chi tiết bánh răng có vai trò quan trọng trong cơ cấu . §1 Chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết Bánh răng là chi tiết dùng để truyền chuyển động ở đây bánh răng trong cơ cấu thay đổi tầm với dùng để truyền chuyển động xoay từ hộp giảm tốc ra thành chuyển động tịnh tiến của thanh răng.Thanh răng một đầu ăn khớp bánh răng, một đầu nối cứng với cần của cần trục, khi thanh răng tịnh tiến làm cho cần nâng lên nâng xuống , thay đổi tầm với.Do đó lực ăn khớp giữa bánh răng và thanh răng là rất lớn , ma sat lớn vì vậy bánh răng được gia công phải có độ bền và độ cứng cao, khi làm việc phải được bôi trơn thường xuyên. §2 Tính công nghệ trong kết cấu chi tiết Kết cấu của bánh răng phải có những đặc điểm sau nay : Hình dáng lỗ phải đơn giản Hình dáng vành ngoài của bánh răng phải đơn giản. Nếu có may ơ thì chỉ nên ở một phía. Kết cấu bánh răng phải tạo điều kiện gia công bằng nhiều dao cùng một lúc. §3 Dạng sản xuất Ta chọn dạng sản xuất là đơn chiếc. §4 Chọn phôi Ta chọn phôi đúc vì bánh răng chế tạo có kích thước lớn, phôi đúc sẽ giảm các nguyên công, tiết kiệm vật liệu, tăng cường chính xác cho chi tiết. Vật liệu chế tạo là loại thép 45 thường hoá: Ưùng suất bền kéo nhỏ nhất: sbk = 540 N/mm2 Ưùng suất bền chảy của vật liệu: sch = 270 N/mm2 Độ rắn: HB = 170 ÷ 220 §5 Thiết kế nguyên công Trình tự gia công: Tất cả các bề mặt gia công trên máy tiện đứng 1295 Phần lỗ gia công trên máy khoan đứng 2H125 Phần lỗ gia công trên máy doa 2615 Phần răng gia công trên máy phay lăn răng 5K32 Máy tiện 1295: Đường kính gia công lớn nhất: 640mm Chiều dài gia công: 350mm Số trục chính: 6 Giới hạn số vòng quay/phút:19÷269 Công suất động cơ: < 55 kW Tiện thô: Dao tiện T15k6 t=3 mm s=1,35 mm/vòng n=38 v/ph v=92 m/ph Tiện tinh: Dao tiện T15k6 t=0,5 mm s=0,2 mm/vòng n=110 v/ph v=265 m/ph Máy khoan 2H125: Đường kính gia công lớn nhất: 25 mm Số vòng quay: 45÷2000 v/ph Công suất động cơ:2,2 kW Số cấp tốc độ: 12 Máy doa 2615: Đường kính gia công lớn nhất: 80 mm Số vòng quay: 20÷1600 v/ph Công suất động cơ: 5 kW Số cấp tốc độ: 12 Máy phay 5K32: Đường kính bánh răng gia công: 340 mm Mô đun lớn nhất: 20 mm Chiều rộng bánh răng: 50 mm Số cấp tốc độ: 9 Số vòng quay của dao: 50÷315 v/ph Đánh số bề mặt gia công Nguyên công 1: Bước 1: Tiện thô các mặt 1,2,3, Bước 2: Tiện tinh các mặt 1,2,3, Bước 3: Vát mép các mặt 4,5,6 Bước 4: Bo mặt 7 Sơ đồ gá Nguyên công 2: Bước 1: Tiện thô các mặt 9,10,11 Bước 2: Tiện tinh các mặt 9,10,11 Bước 3: Vát mép các mặt 12,13,14 Bước 4: Bo mặt 15 Sơ đồ gá Nguyên công 3: Khoan lỗ mặt 16,17 Sơ đồ gá Nguyên công 4: Doa lỗ mặt 16,17 Sơ đồ gá Nguyên công 5: phay rãnh then 18 Sơ đồ gá Nguyên công 6: Phay răng mặt 8 §6 Chế độ cắt Tiện thô: Chiều sâu cắt: t=2÷8 mm Chọn t=3mm Lượng chạy dao: S=1,1÷1,5 mm/vòng Chọn S=1,5 mm/vòng Tốc độ cắt: v(v/ph) Trong đó: T=30÷60 phút : trị số trung bình của tuổi bền, chọn T=60ph. Cv=292: Hệ số điều chỉnh x=0,15 y=0,3 m=0,18 kv=kmv.knv.kuv=0,72.1.1=0,72 => =75,55 m/ph Số vòng quay trục chính: (v/ph) Tiện tinh: Chiều sâu cắt: t=0,5÷2 mm Chọn t=0,5mm Lượng chạy dao: S=0,12÷1,1 mm/vòng Chọn S=0,12 mm/vòng Tốc độ cắt: v(v/ph) Trong đó: T=30÷60 phút : trị số trung bình của tuổi bền, chọn T=45ph. Cv=292: Hệ số điều chỉnh x=0,15 y=0,3 m=0,18 kv=kmv.knv.kuv=0,72.1.1=0,72 => =250 m/ph Số vòng quay trục chính: =234,17 v/ph Khoan lỗ: Chiều sâu cắt: t=20 mm Lượng chạy dao: S=CS.D0,6.k1.k2 mm/vòng Với CS=0,058 ;k1=1 (khoan lỗ đặc); k2=0,85(tỷ số L/D) =>S=0,17 mm/vòng Tốc độ cắt: v(v/ph) Trong đó: T=120 phút Cv=17,6: Hệ số điều chỉnh y=0,55 z=0,25 m=0,125 kv=kmv.knv.kuv=0,72.1.1=0,72 => =46 m/ph Số vòng quay trục chính: =732 v/ph Doa lỗ: Chiều sâu cắt: t=20 mm Lượng chạy dao: S=2,2 mm/vòng Tốc độ cắt: v(v/ph) Trong đó: T=120 phút Cv=170: Hệ số điều chỉnh y=0,55 z=0,25 m=0,125 kv=kmv.knv.kuv=0,72.1.1=0,72 => =123 m/ph Số vòng quay trục chính: =1959 v/ph Phay răng: Lượng chạy dao: S=0,25 mm/v Chiều sâu cắt: t=80mm Tốc độ cắt v=25mm/ph. §7 Lượng dư gia công Tính lượng dư gia công tại mặt 7 có đường kính Phôi đúc cấp chính xác 7-9 có: Rz=250 µm ; Ti=350 µm Các thông số đạt được sau khi gia công bề mặt: Gia công thô: cấp chính xác 3-4: Rz=50 µm ; Ti=50 µm Gia công tinh: cấp chính xác 8-10: Rz=1,6 µm ; Ti=5 µm Công thức tính lượng dư gia công cho bề mặt đối xứng ngoài: 2Zbmin=2(Rza+Ta+ra+eb) Trong đó: Rza: Chiều cao nhấp nhô tế vi do bước công nghệ sát trước để lại. Ta: Chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt do bước công nghệ sát trước để lại. eb: Sai số gá đặt chi tiết ở bước công nghệ đang thực hiện.( eb=0). ra: Độ lệch đường trục. Ta có: Trong đó: rlk: độ lệch của khuôn =1 rct: độ cong của đuờng trục phôi rct=Dc.Lc Với: Dc=0.7 µm/mm: đường cong giới hạn trên 1mm chiều dài ( phôi đúc) Lc=120 mm: chiều dài của phôi =>rct=0,7.90=84 µm=0,084 mm =>ra=1mm=1000 µm. Tiện thô: Lượng dư gia công nhỏ nhất: 2Zbmin=2(Rza+Ta+ra+eb)=2(250+700+1000+0)=5600 µm. Sai lệch còn lại sau nguyên công tiện thô là: r1=0,06. rp=0,06.1000=60 µm. Tiện tinh: Lượng dư gia công nhỏ nhất: 2Zbmin=2(Rza+Ta+r1+eb)=2(50+50+60+0)=320 µm. Vậy lượng dư nhỏ nhất của từng nguyên công là: Tiện thô: 2Zmin=3200 µm. Tiện tinh: 2Zmin = 320 µm. Kích thước chi tiết nhỏ nhất: Tiện thô: d1=475,778+0,32=476,098 mm Phôi: dp=476,098+3,2=479,298 mm Kích thước chi tiết lớn nhất: Tiện tinh: d2=476,798+0,12=47,918 mm Tiện thô: d1=476,098+0,4=476,498 mm Phôi: dp=476,498+3=479,2498 mm Xác định lượng dư giới hạn: Zbmax: kích thước giới hạn lớn nhất. Zbmin: kích thước giới hạn nhỏ nhất. Tiện tinh: 2Zbmax=475,488-474,888=0,6 mm 2Zbmin=475,088-474,768=0,32 mm Tiện thô: 2Zbmax=481,288-475,088=6,2 mm 2Zbmin=478,288-475,088=3,2 mm Xác định lượng dư tổng cộng: Z0max==0,6+6,2=6,8 mm Z0min==0,32+3,2=3,52 mm. §7 Thời gian gia công *Thời gian gia công tổng cộng : Ttc =To + Tp + Tpv + Ttn T0 : thời gan cơ bản (phút) Trong đó: L- chiều dài bề mặt gia công L1-chiều dài ăn dao L2-chiều dài thoát dao S- lượng chạy dao vòng (mm/vo2ng) n-số vòng quay hoặc hành trình kép trong 1 phút Tp : thời gian phụ ; Tp = 10%.T0 Tpv : thời gian phụ việc ; Tpv = 3%.T0 Ttn : thời gian nghỉ ngơi tự nhiên của công nhân. ; Ttn = 5%.T0 Nguyên công 1: T0 = 16+27,8=43,8 (ph) Ttc = 43,8+4,2+1,2+2,1 = 51,3 (ph) Nguyên công 2 : T0 = 11+4,8= 15,8 (ph) Ttc = 15,8+1,3+0,39+0,7 = 18,19 (ph) Nguyên công 3 : T0 = 8,5+22,05= 30,55 (ph) Ttc = 30,55+0,9+2,5+4,1 = 38,05 (ph) Nguyên công 4 : T0 = 2 (ph) Ttc = 2+0,6+0,5+0,2 = 3,3 (ph) Nguyên công 5 : T0=18 +0.56=18,56 (ph) Ttc = 18,56+2+0.45 = 21,01 (ph) `