Thiết kế quy trình gia công bánh răng

Lời nói đầu
rong công cuộc xây dựng đất nớc, ngành cơ khí nói riêng và ngành kỹ
thuật nói chung - Ngành chế tạo máy là một ngành then chốt trong nền
kinh tế quốc dân
T
Trong chơng trình đào tạo thì công nghệ chế tạo máy là một phần căn bản,
nhằm trang bị cho học sinh, sinh viên kiến thức về thiết kế chế tạo các loại máy,
các trang bị cơ khí phục vụ cho công nghiệp. Môn học công nghệ chế tạo máy
đã truyền đạt các tiêu chuẩn công nghệ thiết kế và gia công chi tiết. Đồ án công
nghệ chế tạo máy nhằm hệ thống lại tất cả các kiến thức đã đợc học trong trờng
để áp dụng các kiến thức đã đợc học và thực tiễn vào đề tài mà mình đợc giao.
Công việc thiết kế là vận dụng cả một quá trình học tập, thực tiễn và đợc đem
tổng hợp lại để áp dụng.
Đề tài em đợc giao là : " Thiết kế quy trình công nghệ gia công
BáNH RĂNG . Đề tài này rất mới mẻ đối với em, nên không tránh khỏi bỡ ngỡ,
cùng với lý thuyết và thực tiễn còn hạn hẹp nên không tránh khỏi sai sót, rất
mong sự chỉ bảo của các thầy, cô, cùng toàn thể các bạn để đề tài của em đợc
hoàn thiện hơn.
Em xin trân thành cảm ơn sự chỉ bảo và đóng góp ý kiến của các thầy, cô,
cùng các bạn.
Sinh viên
Lơng Hồng Vinh

Đồ án môn học CNCTM Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp

NHậN XéT CủA GIáO VIÊN HƯớng dẫn

SVTK : Lơng Hồng Vinh Lớp K38MC 2
Đồ án môn học CNCTM Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp

MụC LụC

Nội dung đề tài
Nhận xét của giáo viên hớng dẫn
Lời nói đầu
Phần I: Phân tích chi tiết gia công
1.1. Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết gia công
1.2. Phân điều kiện kỹ thuật và định ra phơng pháp gia công tinh lần cuối
1.3. Các biện pháp công nghệ để đạt đợc yêu cầu quan trọng
1.4. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết gia công
Phần II: Xác định dạng sản xuất
2.1. ý nghĩa của việc xác định dạng sản xuất
2.2. Xác định dạng sản xuất
Phần III: Chọn phôi và phơng pháp chế tạo phôi
3.1. Cơ sở của việc lựa chọn phôi
3.2. Chọn phôi
3.3. Phơng pháp chế tạo phôi
Phần IV: Thiết kế quy trình công nghệ
4.1. Phân tích chọn chuẩn định vị
4.2. Lập quy trình công nghệ
Phần V: Tra lợng d
Phần VI: Tra chế độ cắt
Tài liệu tham khảo
SVTK : Lơng Hồng Vinh Lớp K38MC 3
Đồ án môn học CNCTM Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp

Phần i
phân tích chi tiết gia công
1.1. Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết gia công :
-Chi tiết gia công của ta là bánh răng trụ răng thẳng, đợc dùng làm cơ cấu

truyền chuyển động giữa các trục song song .
-Với kết cấu truyền lực từ trục đến bánh răng bằng chốt, điều đó chứng tỏ
bánh răng của ta làm việc ở điều kiện bình thờng, truyền lực và mômen không
lớn.
1.2. Phân tích điều kiện kỹ thuật và định ra phơng pháp gia công tinh lần
cuối:
Chi tiết gia công cần đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật sau :
- Bề mặt trục 35: dùng để lắp trục nên cần độ chính xác cấp 7, độ bền, độ
cứng cao, độ nhám bề mặt đạt R
a
=2,5 àm nên phơng pháp gia công tinh lần cuối
là chuốt.
- Bề mặt trục 96: là bề mặt đỉnh răng, yêu cầu gia công đạt cấp chính xác 10
nhám bề mặt đạt R
a
=6,3 àm nên phơng pháp gia công tinh lần cuối là tiện tinh.
- Bề mặt trục 56: là bề mặt không lắp ghép nên yêu cầu độ chính xác không
cao nhám bề mặt đạt R
z
= 40 àm nên phơng pháp gia công lần cuối là tiện.
- Bề mặt lỗ 7: là bề mặt lắp ghép với yêu cầu độ chính xác cấp 12 nhám bề
mặt đạt R
z
= 40 àm nên phơng pháp gia công lần cuối là khoan.
1.3. Các biện pháp công nghệ để đạt đợc yêu cầu quan trọng :
-Để đảm bảo độ đồng tâm giữa mặt lỗ với đờng chia của răng trong khoảng
0,05 ữ 0,1 mm thì biện pháp gia công là định vị mặt lỗ để gia cônh mặt ngoài.
-Để đảm bảo độ vuông góc giữa đờng tâm lỗ với mặt đầu trong khoảng 0,01ữ
0,015 mm thì biện pháp gia công là gia công mặt đầu và bề mặt lỗ trên một lần
gá .

1.4. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết gia công :
- Vì chi tiết có dạng trụ rỗng tròn xoay và lại có mặt đầu phẳng nên tạo điều
kiện thuận lợi cho việ gá đặt . Việc đạt độ chính xác vị trí tơng quan có thể đạt
đợc .
SVTK : Lơng Hồng Vinh Lớp K38MC 4
Đồ án môn học CNCTM Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp

Phần ii
xác định dạng sản xuất
2.1. ý nghĩa của việc xác định dạng sản xuất:
Dạng sản xuất là một khái niệm kinh tế kỹ thuật tổng hợp phản ánh mối
quan hệ giữa các đặc trng của công nghệ về hình thức tổ chức sản xuất để chế
tạo ra các sản phẩm đạt hiệu quả kinh tế cao.
Dạng sản xuất có các đặc trng sau :
- Sản lợng
- Tính ổn định của sản phẩm
-Tính lặp lại của quá trình sản xuất
- Mức độ chuyên môn hoá trong sản xuất
2.2. Xác định dạng sản xuất :
Xác định dạng sản xuất bằng phơng pháp tra bảng thông qua hai chỉ tiêu là
Số lợng chi tiết tổng cộng cần chế tạo trong một năm và khối lợng của chi tiết
gia công :
Số lợng chi tiết tổng cộng cần chế tạo trong một năm (sản lợng cơ khí) :
N
ck
=N
i
. m (
)
100

1)(
100
1

+

+

trong đó :
N
ck
: Số lợng sản phẩm cần chế tạo trong năm theo kế hoạch :
N
i
: Số lợng chi tiết trong một sản phẩm
N
i
= 45000 (chi tiết)
: Lợng sản phẩm dự phòng sai hỏng khi tạo phôi gây ra
: Lợng sản phẩm dự trù cho hỏng hóc và phế phẩm trong quá trình gia
công cơ
m: sản lợng chi tiết cùng tên có trong sản phẩm
Thông thờng lấy = = 2 ữ 3 % . Ta chọn = = 2%
N
ck
=45000. 1 (
)
100
2
1)(

100
2
1
++
= 46818 (chi tiết/năm)
Khối lợng chi tiết gia công :
G = V. (Kg)
trong đó :
V

: Thể tích chi tiết gia công (cm
3
)
: Khối lợng riêng của vật liệu.Với thép = 7,852 Kg/cm
3
V= 0,2573 (cm
3
)
G = 0,2573.7,852 = 2,02 1(Kg)
Tra bảng 2.6.[1] ta xác định đợc dạng sản xuất là hàng lớn.
SVTK : Lơng Hồng Vinh Lớp K38MC 5
Đồ án môn học CNCTM Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp

Phần iii
chọn phôi và phơng pháp CHế tạo phôi
3.1. Cơ sở của việc lựa chon phôi :
Phụ thuộc vào các yếu tố sau :
-Vật liệu chi tiết gia công
-Sản lợng hàng năm
-Kết cấu của chi tiết gia công

-Điều kiện sản xuất cụ thể của nhà máy, xí nghiệp
3.2.Chọn phôi
Ta thấy :
Vật liệu gia công của ta là 20X: có thể chọn phôi đúc, hàn, dập.
Dạng sản xuất là hàng lớn: chọn phôi là đúc, dập.
Kết cấu của chi tiết dễ dàng cho đúc, đập.
Nhng chi tiết của ta là Bánh Răng nên cơ tính cao. Vì vậy ta chọn phôi để chế
tạo chi tiết là phôi Dập.
3.3.Phơng pháp chế tao phôi
- u điểm : Phôi dập có độ bóng và độ chính xác cao, tổ chức kim loại đồng
đều, có khả năng chế tạo các chi tiết phức tạp, tốn ít vật liệu, năng suất cao, dễ
cơ khí hoá, phù hợp sản xuất loạt lớn hàng khối.
- Nhợc điểm : máy có công suất lớn, thời gian chế tạo khuôn dài, một bộ
khuôn chỉ chế tạo đợc một loại chi tiết
D
T
w
w
SVTK : Lơng Hồng Vinh Lớp K38MC 6
Đồ án môn học CNCTM Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp

Phần iV
thiết kế quy trình công nghệ
4.1 .Phân tích chọn chuẩn định vị :
4.1.1. Vấn đề chuẩn địnn vị khi gia công
a. Những yêu cầu chung khi chọn chuẩn .
Chọn chuẩn hợp lý sẽ nâng cao độ chính xác gia công, đơn giản quá trình gá
đặt và kết cấu của cơ cấu định vị và kẹp chặt, giảm bớt thời gian phụ. Do đó việc
chọn chuẩn phải thoả mãn 2 yêu cầu :
- Đảm bảo chất lợng chi tiết trong suốt quá trình gia công

- Đảm bảo năng suất cao giá thành hạ
b.Lời khuyên khi chọn chuẩn :
+Nguyên tắc thứ nhất.
- Khi chọn chuẩn phải xuất phát từ nguyên tắc 6 điểm để khống chế hết số
bậc tự do cần thiết một cách hợp lý nhất, tuyệt đối tránh thiếu định vị và siêu
định vị. Trong một số trờng hợp tránh thừa định vị không cần thiết.
+Nguyên tắc thứ hai.
- Chọn chuẩn sao cho không bị lực cắt, lực kẹp làm biến dạng chi tiết gia
công quá nhiều, đồng thời lực kẹp phải nhỏ nhằm giảm sức lao động cho công
nhân và đảm bảo kẹp an toàn
+Nguyên tắc thứ ba.
- Chọn chuẩn sao cho kết cấu đồ gá đơn giản, sử dụng thuận lợi nhất, thích
hợp với loại hình sản xuất và đáp ứng đợc yêu cầu kỹ thuật đặt ra.
4.1.2. Chọn chuẩn tinh :
a.Yêu cầu khi chọn chuẩn tinh :
- Đảm bảo phân bố đủ lợng d cho các bề mặt gia công.
- Đảm bảo độ chính xác về vị trí tơng quan giữa các bề mặt gia công với
nhau.
b.Các lời khuyên khi chọn chuẩn tinh :
- Cố ngắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính. Thực hiện lời khuyên này
sẽ đơn giản hoá quá trình gia công, lắp giáp vì chi tiết có vị trí tơng ứng nh
khi làm việc chọn nh vậy để phải gia công thêm chuẩn tinh phụ.
SVTK : Lơng Hồng Vinh Lớp K38MC 7
Đồ án môn học CNCTM Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp

- Cố gắng chọn chuẩn tinh sao cho tính trùng chuẩn cao càng tốt. Nếu làm đ-
ợc nh vậy sẽ giảm đợc sai số nguyên công. Khi chuẩn khởi xuất trùng với chuẩn
cơ sở sẽ tránh đợc sai số không trùng chuẩn.
- Cố gắng chọn chuẩn tinh thống nhất cho nhiều lần gá đặt để đơn giản hoá
việc sử dụng đồ gá trong quá trình công nghệ, giảm đợc chủng loại đồ gá do đó

giảm đợc thời gian thiết kế và chế tạo đồ gá.
c. Các phơng án chọn chuẩn tinh cho chi tiết gia công :

*phơng án 1 : chuẩn tinh là hệ mặt đầu kết hợp với mặt lỗ định vị bằng mân
cặp ba chấu tự định tâm
Phơng án này khống chế 5 bậc tự do :3 bậc tịnh tiến và 2 bậc quay.
- Ưu điểm:
+ Sử dụng kết cấu đồ gá đơn giản
+ Chuẩn tinh là chuẩn thống nhất
- Nhợc điểm:
+ Độ chính xác định tâm thấp
+ Năng suất gá đặt không cao
SVTK : Lơng Hồng Vinh Lớp K38MC 8
Đồ án môn học CNCTM Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp

*Phơng án 2: chuẩn tinh là hệ mặt đầu kết hợp với mặt lỗ, định vị bằng trục gá
đàn hồi.

- Ưu điểm :
+ Không gây sai số chuẩn cho các kích thớc hớng kính
+ Độ định tâm cao
+ Chuẩn tinh là chuẩn thống nhất
- Nhợc điểm :
+ Kết cấu đồ gá phức tạp
+ Năng suất gá đặt tơng đối cao
SVTK : Lơng Hồng Vinh Lớp K38MC 9
Đồ án môn học CNCTM Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp

*Phơng án 3:chuẩn tinh là hệ giữa mặt đầu với mặt trụ ngoài, định vị
bằng mân cặp ba chấu không tự định tâm.

- Ưu điểm :
+ Sử dụng kết cấu đồ gá đơn giản
- Nhợc điểm:
+ Độ chính xác định tâm thấp
+ Năng suất gá đặt không cao
+ Chuẩn tinh không là chuẩn thống nhất
Từ các phơng án trên ta thấy phơng án 2 là tối u nhất . Vì vậy ta chọn phơng án
2 làm chuẩn tinh
4.1.3 . Chọn chuẩn thô :
a.Yêu cầu khi chọn chuẩn thô :
- Đảm bảo phân bố đủ lợng d cho các bề mặt gia công.
- Đảm bảo chính xác vị trí tơng quan giữa các bề mặt gia công với các bề mặt
không gia công.
b.Những lời khuyên khi chọn chuẩn thô :
- Theo một phơng kích thớc nhất định, nếu trên chi tiết gia công có một bề mặt
không gia công thì nên chọn bề mặt không gia công làm chuẩn thô.
SVTK : Lơng Hồng Vinh Lớp K38MC 10
Đồ án môn học CNCTM Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp

- Theo một phơng kích thớc nhất định, nếu trên chi tiết gia công có hai hay
nhiều bề mặt không gia công thì nên chọn bề mặt nào không gia công có yêu
cầu độ chính xác tơng quan với các bề mặt gia công ở mức cao nhất để làm
chuẩn thô.
- Theo một phơng kích thớc nhất định, nếu trên chi tiết gia công có tất cả các
bề mặt đều phải gia công thì nên chọn bề mặt gia công nào có yêu cầu cơ tính
đồng đều nhấtlàm chuẩn thô.
- Theo một phơng kích thớc nhất định, nếu trên chi tiết có rất nhiều bề mặt có
đủ điều kiện để làm chuẩn thô thì ta nên chọn bề mặt nào bằng phẳng nhất, trơn
chu nhất để làm chuẩn thô, khi đó việc gá đặt sẽ đơn giản và dễ dàng hơn
- ứng vơi một bậc tự do cần thiết của chi tiết gia công ta chỉ đợc phép chọn

chuẩn thô không quá một lần trong suốt cả quá trình gia công. Nếu vi phạm lời
khuyên này là phạm chuẩn thô. Phạm chuẩn thô sẽ làm cho vị trí tơng quan giữa
các bề mặt gia công kém chính xác. Vì vậy tránh phạm chuẩn thô.
c. Phơng án chọn chuẩn thô:
* Phơng án 1 : chuẩn thô là mặt đầu với mặt trụ ngoài 96, định vị bằng mân
cặp ba chấu không tự định tâm.
SVTK : Lơng Hồng Vinh Lớp K38MC 11
Đồ án môn học CNCTM Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp

* Phơng án 2 : chuẩn thô là mặt đầu với mặt trụ ngoài 56, định vị bằng mân
cặp ba chấu không tự định tâm.
Ta thấy hai bề mặt 96, 56 đều phải gia công. Nhng mặt 96 cần đảm bảo
độ đồng tâm cao, độ chính xác cao. Nên ta chọn phơng án 1 làm chuẩ thô.
4.2 . Lập quy trình công nghệ :
Dựa trên các nguyên tắc khi thiết kế nguyên công cần đảm bảo năng suất và
độ chính xác yêu cầu. Năng suất gia công của nguyên công phụ thuộc vào chế
độ cắt, số bớc công nghệ, số đờng chuyển dao và thứ tự thực hiện chúng trên các
nguyên công. Do đó phải phải quyết định phơng án trình tự các nguyên công gia
công. Ta có quy trình công nghệ gia công trục bậc nh sau :

SVTK : Lơng Hồng Vinh Lớp K38MC 12