Qui trình công nghệ chế tạo bánh xe di chuyển xe con

QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO BÁNH XE
I. Phân tích điều kiện làm việc của chi tiết :
Bánh xe làm việc trong điều kiện khắc nghiệt , hệ thống bánh xe chòu toàn bộ tải
trọng của cần trục và trọng lượng vật nâng. Quá trình xe chuyển động trên đường ray ,
tải trọng tác động thay đổi liên tục vành bánh xe chiïu tác động của moment uốn,
moment xoắn phức tạp , việc thay đổi liên tục các moment sẽ tạo ứng suất tập trung
cục bộ tại vành bánh xe và các ngỗng trục sẽ tạo các vết nứt , gây hư hỏng .
+ Bề mặt tiếp xúc giữa bánh xe và ray làm việc trong điều kiện thiếu bôi trơn, ma
sát lớn, gây mòn nhanh và xuất hiện nhiệt lớn, làm ảnh hưởng đến tuổi bền của bánh
xe.
+ Dao động xuất hiện trong trong quá trình cần trục chuyển động và trên bánh
cũng xuất hiện dao động nội bộ phân tử quá trình này gây biến dạng cong vênh bánh,
ta có thể khử ứng suất nội phân tử bằng cánh tạo các lỗ trên vành ma để ứng suất
triệt tiêu tại tâm các lỗ . Tuy nhiên việc tạo lỗ trên vành ma phải tăng kích thước
chiều dày của vành ma tăng lên đồng nghóa với kích thước tổng thể của cần trục
tăng thêm. Nếu ta thay đổi kết cấu mặt cắt, gia tăng kích thước vành gần ngỗng trục
sẽ phù hợp hơn về mặt bố trí vật liệu, cũng như tải trọng ở ổ đỡ khiến trục kích thước
cũng tăng dần về vò trí vành. Việc này sẽ tăng độ cứng vững cho bánh xe.
Qua quá trình phân tích điều kiện và kết cấu làm việc của chi tiết ,chúng ta có thể
rút ra bố trí tổng thể hình dáng của chi tiết như sau: mặt ngoài cùng của bánh hình
dạng vành, vùng giữa dạng tấm chòu lực, càng dần về phía ngỗng trục thành dày của
tấm tăng dần, cổ ngỗng trục sẽ dài hơn thành bánh, càng về tâm bánh đường kính
ngỗng trục tăng dần để đảm bảo tải trọng ổn đònh và phù hợp với tính công nghệ.
II. Chế tạo phôi :
1. Vật liệu chế tạo phôi :
Dựa vào điều kiện tải trọng ,sức bền & tính kinh tế cho thấy .Vật liệu chế tạo,
phải có tính kéo , nén tốùt . tại các bề mặt làm việc phải có độ cứng lớn (300 HB ÷ 350
HB), đồng thời phải chòu được độ bền ma sát trược lớn tính ổn đònh nhiệt cao. Tại lõi
độ cứng giảm dần.
Trước các yêu cầu về vật liệu chế tạo phôi cho thấy nếu sử dụng vật liệu gang
để chế tạo sẽ không đạt các yêu cầu kỹ thuật trên, sử dụng hợp kim loại tốt sẽ đạt

yêu cầu kỹ thuật. Tuy nhiên giá thành hợp kim hiên nay khá đắt không phù hợp tính
kinh tế và nhất là điều kiện công nghệ chúng ta hiện nay chưa đủ sức chế tạo phôi
bằng hợp kim màu. Nếu sử dụng thép cacbon , chất lượng tốt để chế tạo phôi, sau gia
công nhiệt luyện bề mặt để đạt yêu cầu kỹ thuật, là có thể được
1
Về mặt kinh tế thép cacbon giá thành tương đối rẻ, công nghệ nhiệt luyện chúng
ta có thể làm được , phù hợp được về mặt giá cả sản phẩm.
Tra cứu các tài liệu kỉ thuật nhiệt luyện và số liệu kó thuật làm việc của mác
thép : 45XH là phù hợp với yêu cầu kó thuật
Các thông số của mác thép 45XH:
δ =70 KG/mm
2

E = 225800 KG/mmM
2

∆ = (300 ÷350)
0 C
%C =0.35
2. Dạng sản xuất :
Số lượng sản phẩm ảnh hưởng trực tiếp đến dạng sản xuất, nó phụ thuộc vào
mức cầu của thò trường, sản lượng cung cấp của nhiều nhà sản xuất cùng sản xuất một
loại mặt hàng, cụ thể phụ thuộc vào hợp đồng sản xuất giữa nhà chế tạo và nhà phân
phối sản phẩm .
Phụ thuộc vào mức độ sản xuất mà người ta chia dạng sản xuất ra làm 3 loại :
+ Sản xuất hàng khối lớn
+ Sản xuất hàng loạt vừa
+ Sản xuất đơn chiếc
Để xác đònh được mức độ sản xuất người ta dựa vào hai yếu tố sau:
+ Sản lượng sản xuất hàng năm ( sản phẩm hoặc bán thành phẩm)

Được tính theo công thức sau :
N = N
1
* m [ 1+ (β+α)/100]
Trong đó
+ N
1
: sản phẩm làm theo đơn đặt hàng
+ m : số chi tiết trong một sản phẩm
+ β : lïng sản phẩm gối đầu
+ α : số sản phẩm hư hỏng
Trọng lượng sản phẩm hoặc bán thành phẩm :
Xác đònh bằng hệ thức sau :
M = V x ρ
Trong đó :
+ M : khối lượng sản phẩm hoặc bán thành phẩm
+ V : thể tích của sản phẩm hoặc bán thành phẩm
+ ρ : khối lượng riêng của vật liệu
Sản lượng hàng năm sản xuất theo yêu cầu N
1
= 12 chi tiết /năm
Trọng lượng sản phẩm tính theo bản vẽ chế tạo M = 64.5 KG
Cân đối giữa số lượng va trọng lượng chi tiết được chế tạo trong năm, sản xuất ở
dạng đơn chiếc.
2
3. Chế tạo phôi :
Phương pháp chế tạo phôi ảnh hưởng trực tiếp tới giá thành sản phẩm chi tiết
tuỳ thuộc vào dạng sản xuất, mức độ chính xác mà ta chọn cách chế tạo phôi cho phù
hợp với yêu cầu sản xuất
Một số phương pháp tạo phôi thông dụng :

* Đúc : tạo được phôi có hình dáng phức tạp , độ chính xác tương đối cao , tạo
được phôi có trọng lượng lớn trang bò đầu tư thấp. Tuy nhiên đúc cũng có một số
nhược điểm lớn phần phôi liệu thừa do phễu rót và đậu rót, hay tạo bọ khí, gây ứng
xuất tập trung không có lợi trong quá trình sử dụng.
* Rèn khuôn (dập thể tích) : tạo phôi có dạng phức tạp, độ chính xác cao đạt
được cơ tính tốt tránh được các rỗmọt, tính đồng nhất kim loại cao. Tuy nhiên giá
thành kinh tế chế tạo phôi cao, không tạo được phôi có trọng lượng lớn, tốn thời gian
gia nhiệt
* Cán : năng suất cán rất cao cơ tính tốt, giá thành trên một đơn vò sản phẩm
thấp nhờ vào năng xuất cao.Tuy nhiên sản phẩm cán có trọng lượng lớn cần phải gia
nhiệt để giảm áp lực cán tăng tuổi thọ cho bánh cán và máy cán, biến dạng dẻo trên
bề mặt kim loại tạo lớp cứng trên bề mặt điều đó không có lợi cho một số sản phẩm.
* Ngoài các phương pháp nói trên còn rất nhiều phương pháp tạo phôi khác.
Tuỳ thuộc vào điều kiện cần, tình hình sản xuất mà người chế tạo chọn phương pháp
tạo phôi cho hiệu quả với điều kiện sản xuất .
* So sánh cách tạo phôi :
Phương án 1:
Tạo phôi bằng phương pháp rèn khuôn năng xuất cao cơ tính tốt , ở vò trí rãnh
bánh xe, nơi tiếp xúc giữa bánh xe và ray sẽ làm liền thành khối để phù hợp với điều
kiện công nghệ và tuổi bền của khuôn sau đó sẽ gia công sau , ở vành mặt đầu sẽ làm
nghiêng đi một góc 3 ÷ 5
0
để tạo điều kiện thoát khuôn tốt. Quá trình rèn sẽ tạo lỗ ∅
100 mm nhưng không thông suốt, để tránh áp lực khuôn rèn tập trung ứng xuất dễ gây
nứt khuôn.
Nhờ năng suất cao nên giá thành trên một đơn vò sản phẩm thấp nhưng phải
sản xuất ở số lượng lớn thì chi phí giá thành cho đầu tư khuôn cũng như máy móc,
trang thiết bò mới hiệu qủa và phù hợp với điều kiện kinh tế.
Phương án 2:
Tạo phôi bằng phương pháp đúc mẫu gỗ, khuôn cát, lõi cát thuận lợi cho việc

tạo phôi có trọng lượng lớn giá thành chế tạo mẫu thấp ít tốn kém, thời gian chế tạo
nhanh . Tuy nhiên phế phẩm lớn khả năng chính xác thấp , lượng dư gia công lớn và
tính đồng nhất kim loại không cao, phần lớn hạt kim loại nhỏ tập trung phía ngoài do
nguội nhanh. Hạt kim loại lớn nằm trong do nhiệt phía trong thoát chậm nên tổ chức
hạt không tốt.
3
Quá trình đúc chi tiết sẻ đúc liền nơi rãnh tiếp xúc với ray và tạo góc nghiêng
3 ÷ 5
0
để phù hợp với điều kiện công nghệ, sua đó sẽ gia công sau.
Vì năng suất không cao nên giá thành tạo phôi trên một đơn vò sản phẩm cao .
tuy nhiên phí đầu tư ban đầu thấp không cần nhiều các thiết bò máy móc cũng như qui
trình công nghệ phức tạp phù hợp cho chế tạo sản phẩm lớn hoặc sản xuất đơn chiếc
* Nhận xét :

+ Ở phương án một phương pháp tạo phôi hiệu quả , cho năng xuất và chất
lựơng cao tuy nhiên phí đầu tư lớn nên không phù hợp cho sản xuất đơn chiếc
+ Phương án 2 tuy kém hiệu quả hơn về mặt năng suất nhưng chi phí đầu tư
thấp xét về hiệu quả kinh tế phương án hai đạt hiệu quả cao hơn phương án một. Vì
vậy ta chọn phương án hai để chế tạo phôi.
III. Thiết kế nguyên công :
1. Nguyên công 1
Bước 1 : Tiện sơ bộ mặt bên của bánh xe.
Bước 2 : Tiện tinh mặt bên của bánh xe.
Hình 7.1
Tiện một đầu này xong quay đầu và tiện nửa còn lại.
Kẹp chặt : mâm cặp 3 chấu. Đònh vò hạn chế 5 bậc tự do
Tiện thô :
Dao tiện :T15K6
t= 3 mm

S= 1,35 mm/vòng
n=38 v/ph
V= 92 m/ph
t
gc
= 14,5 ph
Máy tiện : 1259
4
Đường kính gia công lớn nhất : 780
Chiều dài gia công : 350
Số trục chính : 6
Giới hạn số vòng quay/phút : 19-269
Số cấp tốc độ : 24
Công suất động cơ : < 55 Kw
Tiện tinh :
Dao tiện :T15K6
t= 0,5 mm
S= 0,2 mm/vòng
n=110 v/ph
V= 265 m/ph
t
gc
= 27,86 ph
Máy tiện : 1259
2. Nguyên công 2 :
Tiện sơ bộ vành, gờ và các bề mặt tiếp xúc gồm các bước :
Bước 1 : Tiện sơ bộ bề mặt.
Tiện thô vành bánh xe và bo tròn gờ với đương kính r=5mm
Hình 7.2
Bước 2 : Tiện tinh vành bánh xe.

Tiện tinh bề mặt tiếp xúc.
Các thông số gia công như nguyên công 1 và
t
gc
= 8,3 ph (tiện tinh) ; t
gc
= 4,8 ph (tiện thô)
3. Nguyên công 3 :
5
Hình 7.3
- Dao tiện lỗ tiêu chuẩn gán mãnh hợp kim cứng BK6

α
: Góc nghiêng trước của dao (
α
= 90
0
)
- Chiều sâu cắt Bước thô t = 2 mm
Bước tinh t = 0.3 mm
- Số vòng quay : n
thô
=75,22 v/ph
n
tinh
= 201,6 v/ph
- Lượng tiến dao S
thô
= 0.2 mm/ v
S

tinh
= 0.05 mm/v
- Vận tốc cắt : V
tho
â =167,8 m/ph
V
tinh
=449,8 m/ph
- Thời gían gia công : thô T=14,25 ph
tinh T=20,8 ph
4. Nguyên công 4 :
Xọc để gia công rãnh then.
Hình 7.4
Kẹp chặt trên mâm cặp 4 chấu để gia công rãnh then
Đònh vò: Mặt đáy 3 bậc tự do, mặt bên 2 bậc tự do
Các thông số gia công :
6