đồ án công nghệ chế tạo máy chi tiết trục bánh răng

KHOA CƠ ĐIỆN VÀ CƠNG TRÌNH
BỘ MƠN KỸ THUẬT CƠ KHÍ
----------------------------

ĐỒ ÁN MƠN HỌC

CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

Họ tên sinh viên : Nguyễn Trung Hiếu
Hoàng Minh Giang
MSV : 1951080635
1951081124
Lớp: K64 – CĐT
Nhóm: 2


Năm, 2022

LỜI NĨI ĐẦU
Mơn học Cơng nghệ chế tạo máy đóng vai trị quan trọng trong chương trình
đào tạo kĩ sư và cán bộ kĩ thuật về thiết kế và chế tạo các loại máy, các thiết bị
phục vụ các ngành công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải. Là sinh viên khoa
Cơ điện và Cơng trình việc làm thực tế của mơn học, thơng qua đó hình thành nên
tư duy logic hơn. Đồ án môn học Công nghệ Chế tạo máy là đồ án chuyên ngành.
Nhiệm vụ của đồ án đặt ra là từ phôi liệu ban đầu cơ bản với trang bị cơng nghệ có
sẵn biến phơi liệu trở thành những chi tiết được sử dụng trong ngành chế tạo máy.
Kết thúc môn học chúng em nhận được đề tài: “Thiết kế quy trình cơng nghệ gia
cơng chi tiết dạng Trục”.
Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy là một trong các đồ án có tầm quan
trọng nhất đối với một sinh viên khoa Cơ điện và Cơng trình. Đồ án giúp cho sinh
viên hiểu những kiến thức đã học không những môn Công nghệ chế tạo máy mà

các môn khác như: Máy công cụ, nguyên lý cắt, đồ gá … Đồ án còn giúp cho sinh
viên được hiểu dần về thiết kế và tính tốn một quy trình cơng nghệ chế tạo một chi
tiết cụ thể.
Được sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của thầy Trần Cơng Chi trong bộ mơn
Cơ khí đến nay Đồ án mơn học của chúng em đã hồn thành. Tuy nhiên việc thiết
kế đồ án khơng tránh khỏi sai sót chúng em rất mong được sự chỉ bảo của thầy và
các bạn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Cơng Chi đã giúp đỡ chúng em
hồn thành cơng việc được giao.



CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT
1. Chức năng của chi tiết trục răng
-Chi tiết thiết kế là một bánh răng liền trục (Trục răng) và thuộc họ chi tiết
trục.
-Căn cứ vào tỉ số chiều dài trên đường kính (L/D < 4) ta thấy chi tiết thuộc
loại trục bậc ngắn.
-Trục răng cũng như bánh răng có vai trò truyền động giữa các trục trong
hộp giảm tốc, hộp tốc độ hoặc hộp chạy dao của các máy cắt gọt kim loại, máy
nâng chuyển, trong động cơ ô tơ do đường kính vịng chân răng khơng lớn hơn
nhiều so với đường kính trục nên thường làm bánh răng liền trục và như vậy vật
liệu trục và như vậy vật liệu trục và bánh răng giống nhau.
2. Phân tích kết cấu yêu cầu kỹ thuật:
- Chi tiết dạng trục răng
- Chiều dài tồn bộ 273mm, đường kính phần lớn nhất ∅95.
3. Phân tích tính cơng nghệ trong kết cấu của sản phẩm:

Hình1.1. Bản vẽ chi tiết trục răng
-Chi tiết có chiều dài lớn nhất là 273mm và đường kính lớn nhất là Φ85 do

đó chi tiết có độ cứng vững cao.
-Các bề mặt trục có thể gia cơng bằng dao thơng thường.
-Các bề mặt có thuận lợi cho việc ăn dao và thốt dao.
-Kích thước có sự giảm dần về hai phía đầu trục thuận lợi cho việc gia công.


-Trục cần có độ đồng tâm cao nên cần có lỗ chống tâm hai đầu.
-Rảnh then bằng ngồi hở khơng khó khăn cho việc gia cơng tạo thuận lợi
cho việc gia công đạt năng xuất cao.
-Với bánh răng trên trục khơng có gờ, vành ngồi đơn giản thuận lợi cho
việc gia công bằng nhiều dao cùng một lúc.
-Sau khi tiến hành gia công xong chi tiết tiến hành nhiệt luyện để đảm bảo
độ cứng và độ bền về cơ học cần thiết để đảm bảo yêu cầu làm việc. Cuối cùng ta
tiến hành nguyên công mài chi tiết để đạt yêu cầu chính xác.
4. Phân tích vật liệu
- Chọn vật liệu chế tạo phôi người ta thường căn cứ vào:
+ Dạng sản xuất.
+ Điều kiện làm việc của chi tiết.
+ Tính cơng nghệ của chi tiết.
+ Tính chất cơ lý của chi tiết.
+ Giá thành của sản phẩm.
+ Nhằm mục đích chi tiết đảm bảo chất lượng và giá thành rẻ nhất.
- u cầu vật liệu phải có:
+ Cơ tính tổng hợp (giới hạn bền, giới hạn mỏi, độ dẻo, độ dai, tính mài
mịn).
+ Tính cơng nghệ tốt (tính cắt gọt, tính gia cơng áp lực, tính hàn).
-Do đặc điểm làm việc của chi tiết trong điều kiện chịu tải trọng tĩnh và tải
trọng va đập trung bình nên chi tiết phải đảm bảo độ bền và độ dai. Do đó có thể sủ
dụng loại thép hóa tốt (thuộc thép kết cấu, thép hợp kim). Để lựa chọn vật liệu ta
xem đặc điểm một vài nhóm thép hóa tốt có thể dùng làm vật liệu để chế tạo chi

tiết. Do đó ta chọn thép C45 có các thành phần sau:

Mác
thép

C (%)

Si (%)

Mn (%)

Cr (%)

Ni (%)

S (%)

C45

0.420.49

0.170.37

0.500.80

“0.25

“0.25

“0.004

CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT
1. Ý nghĩa của việc xác định dạng sản xuất
-Dạng sản xuất là một khái niệm đặc trưng có tính chất tương đối tổng hợp,
giúp xác định hợp lí đường lối biện pháp cơng nghệ, và tổ chức sản xuất để tạo ra
được sản phẩm đạt tiêu chuẩn kinh tế, kĩ thuật đo đề ra.
Các yếu tố đặc trưng của dạng sản xuất:
+ Sản lượng
+ Tính ổn định của sản phẩm
+ Tính lặp lại của q trình sản xuất
+ Mức độ chun mơn hóa trong sản xuất
Trong ngành chế tạo máy tùy theo sản lượng hàng năm và mức độ ổn định của
sản phẩm mà người ta chia ra làm 3 dạng sản xuất:
+ Sản xuất đơn chiếc
+ Sản xuất hàng loạt
+ Sản xuất hàng khối
2. Xác định dạng sản xuất
Sử dụng phần mềm inventer ta vẽ được chi tiết 3D và gán vật liệu là thép C45
thì tính ra khối lượng của sản phẩm là: 6,193kg


Hình 2.1. Hình vẽ 3D chi tiết trục răng.

Hình 2.2. Tính khối lượng của chi tiết từ phần mềm Inventer
Theo đề bài cho mỗi năm sản suất được 5000 sản phẩm
Dựa vào bảng 2 của sách (Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy
của PGS.TS Trần Văn Địch) ta xác định được đây là: Dạng sản suất hàng loạt
lớn.

Q-Khối lượng của chi tiết
>200kg

Dạng sản xuất

4-200Kg

< 4kg

Sản lượng hang năm của chi tiết (chiếc)
Đơn chiếc

<5

< 10

< 100

Hàng loạt nhỏ

55-100

10-200

100-500

Hàng loạt vừa

100-300

200-500

500-5000

Hàng loạt lớn

300-1000

500-1000

5000-50000


Hàng khối

>1000

>5000

>50000

CHƯƠNG 3: CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHƠI
1. Cơ sở chọn dạng phơi
Phơi được xác định theo kết cấu của chi tiết, vật liệu, dạng sản xuất cụ thể của
từng Nhà máy xí nghiệp. Chọn phơi tức là chọn phương pháp chế tạo xác định
lượng dư, kích thước và dung sai của phôi.
Việc xác định phương pháp tạo phơi hợp lí sẽ đảm bảo tốt u cầu kĩ thuật
của chi tiết, kích thước của phơi phải đảm bảo đủ lượng dư cho q trình gia cơng.
Hình dáng của phơi càng giống hình dáng của chi tiết bao nhiêu thì càng giảm được
lượng dư gia cơng, u cầu này cho phép giảm số lần chạy dao, giảm thời gian gia

công, tăng năng suất, giảm giá thành sản phẩm. Vì vậy chọn phơi thích hợp cần căn
cứ vào các yếu tố sau:
+ Kích thước, hình dáng, kết cấu của chi tiết gia cơng
+ Vật liệu, cơ tính, u cầu kỹ thuật của vật liệu gia công
+ Dạng sản xuất.
+ Điều kiện cụ thể của nhà máy, xí nghiệp, nơi sản xuất.
+ Khả năng của phương pháp chế tạo phôi.
+ Hệ số sử dụng vật liệu.
2. Các dạng phôi và phương pháp chế tạo phôi
2.1 Phôi đúc
Đúc là phương pháp tạo phơi mà trong đó q trình sản xuất là nấu chảy kim
loại, hợp kim rồi rót vào lịng khn đã được tạo sẵn.
+ Ưu điểm:
-Sản phẩm đúc có thể chế tạo từ nhiều loại vật liệu.


-Có thể đúc được những chi tiết có cấu tạo đơn giản đến phức tạp, từ nhỏ
đến lớn. Sản phểm đúc có thể đạt độ chính xác cao và độ nhẵn bóng khá cao trong
các phương pháp đúc đặc biệt.
-Tạo ra trên vật đúc có các lớp vật liệu có cơ tính khác nhau.
-Có thể cơ khí hóa tự động hóa, đạt năng suất cao.
+ Nhược điểm:
- Tổn hao kim loại do đậu ngót, do sau hỏng
- Tỷ lệ phế phẩm cao vì khuyết tật đúc khá nhiều
- Kiểm tra khuyết tật khó khăn.
2.2 Phơi cán
Cán là phương pháp cho kim loại biến dạng giữa 2 trục quay ngược chiều
nhau (trục cán) có khe hở nhỏ hơn chiều cao của phôi làm cho chiều cao của phôi
giảm chiều dài, chiều rộng của phôi tăng.
+ Ưu điểm:

- Nâng cao chất lượng của phơi về cơ tính
- Năng suất đạt được cao do có tính liên tục.
+ Nhược điểm:
- Chỉ cản được những sản phẩm có kết cấu đơn giản.
2.3 Phơi rèn
Rèn tự do là phương pháp gia công bằng áp lực trong đó biến dạng tự do dần
dần về các hướng mà không bị khống chế bởi một bề mặt nào khác ngoài tiếp xúc
trực tiếp với các dụng cụ gia cơng.
+ Ưu điểm:
- Phương pháp gia cơng có tính linh hoạt cao, phạm vi gia công rộng.


- Có thể chế tạo được những chi tiết có hình dáng kích thước khối lượng khác
nhau.
- Có khả năng biến đổi tổ chức hạt thành tổ chức thớ của vật liệu làm tăng cơ
tính của chi tiết. Cơ tính đồng đều.
- Dụng cụ và thiết bị tương đối đơn giản nên vốn đầu tư ít và tính linh hoạt
trong sản xuất cao.
- Nâng cao chất lượng của kim loại.
+ Nhược điểm:
- Độ bóng và độ chính xác đạt được không cao.
- Sự đồng đều trong cả loạt sản phẩm là không cao.
- Lượng dư lớn hệ số sử dụng vật liệu thấp nên hiệu quả kinh tế không cao.
- Năng suất thấp đặc biệt khi rèn bằng tay.
- Hình dáng và chất lượng phụ thuộc nhiều vào tay nghề của người công
nhân.
2.4 Phôi dập
Là phương pháp gia công bằng dập thể tích hay cịn gọi là rèn khn khi gia
công áp lực phôi sẽ bị biến dạng và điền đầy vào khoang rỗng được gọi là lịng
khn. Sự biến dạng của phơi được giới hạn trong lịng khn.

+ Ưu điểm:
- Vật dập có độ chính xác và độ bóng bề mặt cao hơn so với phương pháp rèn
tự do.
- Vật dập có cơ tính đồng đều và cao hơn do có sự biến dạng kim loại triệt để
va đều khắp nơi.
- Dập có khả năng chế tạo được những chi tiết có hình dáng phức tạp, tiết
kiếm được kim loại, thao tác đơn giản khơng địi hỏi bậc thợ cao, kim loại bị khống
chế và biến dạng trong lòng khuôn.
- Dập đạt được năng suất động rất cao, dễ cơ khí nên thường được dùng trong
sản xuất hàng khối và hoàng loạt.


+ Nhược điểm:
- Gía thành chế tạo khn lớn nên thường được dùng trong sản xuất hàng
khối và hàng loạt.
- Khơng dập được những chi tiết có kích thước lớn.
⇒ Vậy để chế tạo phôi bánh trục bánh răng ta chọn phôi dập là ưu điểm nhất
do vật liệu thép 40X ta dùng dập nóng.

3. Phương pháp chế tạo phơi
+ Dập nóng trên máy ép:
- Ưu điểm:
Phương pháp này phơi đạt độ bóng cơ tính tốt, máy làm việc êm, độ cứng
vững tốt dẫn hướng âm chính xác.
- Nhược điểm
Giá thành máy ép cao kích thước phơi ban đầu u cầu chính xác, khó làm
sạch lớp oxi hóa nên u cầu cần thiết nung phức tạp, do hành trình đầu búa nhất
định nên tính chất vạn năng kém cần phải có thiết bị phụ để tạo phơi.
+ Dập nóng trên búa máy:
- Ưu điểm:

Phương pháp này cho phơi có hình dạng phức tạp độ chính xác cao, cơ tính
của phơi phù hợp với sản xuất hàng loạt và hàng khối, tiết kiệm kim loại, giảm thời
gian cho gia công cơ. Do đó giảm giá thành do hành trình của đầu búa lớn nên tính
chất vạn năng cao hơn máy ép, do lực tác dụng va đập nên giảm tối thiểu lớp oxi
hóa tạo điều kiện cho việc làm sạch phơi.
- Nhược điểm
Do lực va đập nên việc chế tạo khuôn là rất khó khăn làm tăng giá thành sản
phẩm, máy búa khơng linh hoạt bằng máy ép nên khó tự động hóa và cơ khí hóa
tuy vậy phương pháp dập nóng trên máy búa có ưu điểm hơn đó là đảm bảo yêu
cầu kỹ thuật và kinh tế của chi tiết.


+ Dập nóng trên máy rèn ngang:
- Ưu điểm:
Gia cơng những cho tiết có hình dạng phức tạp năng suất đạt cao, vật dập có
độ chính xác và độ bóng bề mặt cao, điều khiển làm việc an toàn và thuận lợi.
- Nhược điểm:
Máy có cơ cấu phức tạp do đó hạn chế nâng cao năng suất của máy và khối
lượng chi tiêt gia công.
4. Thiết kế bản vẽ lồng phơi

Hình 3.1. Bản vẽ lồng phơi của chi tiết trục răng