Bài tập lớn công nghệ chế tạo: thiết kế bánh răng

PHẦN I: TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CHI TIẾT ==o0o== Bánh răng cũng như mọi chi tiết khác, kết cấu của chúng ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất và chất lượng gia công, ảnh hưởng đến độ bề khi làm việc. Vì vậy ngay khi thiết kế cần chú ý bề mặt của nó như: Hình dáng lỗ phải đơn giản, vì nếu hình dáng lỗ phức tạp sẽ khó gia công Mặt ngoài phải đơn giản, bánh răng phải có tính công nghệ cao Bề mặt ngoài phải đủ dày, để chống lại biến dạng khi nhiệt luyện Kết cấu bánh răng phải tạo điều kiện cho việc gia công nhiều dao cùng lúc Vật liệu chế tạo là loại thép 45: Vật liệu chế tạo bánh răng phụ thuộc vào điều kiện làm việc của chúng. Bánh răng cần chế tạo là bánh răng đồng trục của cơ cấu di chuyển của cần trục chân đế nên ta chọn thép 45 có các thông số sau: 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 Chọn phôi: Việc chế tạo bằng phương pháp phôi đúc hiện nay sử dụng rất rộng rãi vì phôi đúc có kết cấu phức tạp và đạt được kích thước từ nhỏ đến lớn mà các phương pháp khác như rèn dập khó đạt được Ta chọn phôi đúc, phôi đúc sẽ giảm các nguyên công, tiết kiệm vật liệu, tăng cường chính xác cho chi tiết. PHẦN II: THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG ==o0o== Trình tự gia công: Tất cả các bề mặt gia công trên máy tiện 1295 Phần lỗ cũng được gia công trên máy 1295 Phần rãnh then được gia công trên máy xọc 5107 Phần răng gia công trên máy phay lăn răng 5K32 Phương tiện gia công: Máy tiện 1259: Đường kính gia công lớn nhất: 640 mm Chiều dài gia công: 350mm Số trục chính: 6 Giới hạn số vòng quay/phút:19÷269 Cấp số tốc độ: 24 Công suất động cơ: < 55 kW Máy xọc 5107: Đường kính gia công lớn nhất: 1000mm Số hàng trình kép/ph : 400, 700, 1200, 2000 Chạy dao vòng/htk : 0.0125÷0.56 Máy phay 5K32: Đường kính bánh răng gia công lớn nhất : 800 mm Mô đun lớn nhất: 16 mm Số cấp tốc độ: 9 Số vòng quay của dao: 50÷315 v/ph Chọn dao phay T15K10 Công suất >10 Loại giao: Giao tiện T15K6 Giao tiện BK6 Giao xọc P18 Giao tiện T15K10 Quy trình công nghệ: Nguyên công 1: Dùng máy tiện 1259, dao tiện T15K6. Bước 1: Tiện sơ bộ mặt bên của bánh răng. Dao tiện T15K6 t = 3mm S = 1.35 mm/vòng N = v/phut V = 92 m/ph Tgc =14,5ph Bước 2: Tiện tinh mặt bên của bánh răng. Dao tiện T15K6 t = 0.5 mm S = 0.2 mm/vòng n = 110 v/ph V = 265 m/ph Tgc = ph Bước 3: Vát mép các mặt. Bước 4: Bo mặt Nguyên công 2: Dùng máy tiện 1259, dao tiện lỗ tiêu chuân’có gắn hợp kim cứng BK6 : góc nghiêng trước của dao ( = 900) Bước 1: Tiện thô lỗ. Bước thô t = 2 mm N = 75.22 v/ph S = 0.2 mm/v V =167.8 m/ph T = 14.25 Bước 2: Tiện tinh lỗ. Bước tinh t = 0.2 mm S = 0.05 mm/v V = 449.8 m/ph T = ph Nguyên công 3: Dùng máy xọc 5107,dao xọc P18 Kẹp chặt trên mâm cặp 4 chấu để gia công rãnh then Định vị: mặt đáy 3 bậc tự do mặt bên 2 bậc tự do Bước 1: xọc rãnh then Dao xọc P18 t =1.6 mm S = 0.12 mm/htk n = 61.1 mm htk/ph T = ph Nguyên công 4: Bước 1: phay răng Máy phay 5K32 Dao T15K10 Nguyên công kiểm tra: PHẦN III: CHẾ ĐỘ CẮT ==o0o== Tiện thô: Chiều sâu cắt: t=2÷8 mm Chọn t=3mm Lượng chạy dao: S=1,1÷1,5 mm/vòng Chọn S=1,35 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 => =82,12 m/ph Số vòng quay trục chính: =86.029 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 => =222 m/ph Số vòng quay trục chính: =232.56 v/ph Tiện lỗ: Máy tiện như trên Định vị và kẹp chặt không đổi Dao tiện lỗ tiêu chuẩn gắn hợp kim cứng Thông số giao. Mảnh hợp kim cứng BK6. Tiện thô: Tính vận tốc cắt Chọn chiều sâu cắt V = Tốc độ cắt: v(v/ph) Trong đó: T= 30÷60phút Cv=324: Hệ số điều chỉnh y=0,4 z=0,2 S =0.2 t =2 m=0,2 kv=kmv.knv.kuv=0,72.1.1=0,72 => =167.8m/ph Số vòng quay trục chính: =387 v/ph Tiện thô: Tính vận tốc cắt : t = 0.3 s = 0.05 Các thông số khác tương tự như trên: V = = 449.8 (m / ph) Số vòng quay: n = = 1038 v/ph Xọc rãnh then: Bề rộng rãnh then: b = 18 Chiều dài rãnh then: l = 182 Chiều sâu rãnh then: k = 7 Chiều sâu cắt t = 1.6 mm Lượng chạy giao : S = 0.12 mm Vận tốc cắt V = 22 (mm/ph) Trạng thái gia công: không có võ cứng, phôi đúc Số vòng quay của trục chính: n1 = = 3379 (v/ph) v = = = 1.07 (v/ph) Phay răng: Lượng chạy dao Sph=S.n=Sz.Z.n Trong đó: n:số vòng quay của dao phay Z:số răng dao phay Tra bảng 5-33 ta có lượng chạy dao: S=0,24 mm/v Chiều sâu cắt: t=70mm Tốc độ cắt tính theo công thức sau: Trong đó: T:chu kì bền dao Kv:hệ số điều chỉnh chung Tốc độ cắt v=23mm/ph. PHẦN IV: LƯỢNG DƯ GIA CÔNG ==o0o== Chất lượng bề mặt phôi: 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=90 mm: chiều dài của phôi =>rct=0,7.90=63 µm=0,063 mm =>ra=1mm=1000 µm. Tiện thô: Lượng dư gia công nhỏ nhất: 2Zbmin=2(Rza+Ta+ra+eb)=2(250+350+1000+0)=3200 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=474,768+0,32=475,088 mm Phôi: dp=475,088+3,2=478,288 mm Kích thước chi tiết lớn nhất: Tiện tinh: d2=474,768+0,12=474,888 mm Tiện thô: d1=475,088+0,4=475,488 mm Phôi: dp=478,288+3=481,288 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.