Trục giữa xe đạp

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
LỜI NÓI ĐẦU
Công nghệ chế tạo máy là một ngành then chốt, nó đóng vai trò quyết
dịnh trong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước. Nhiệm vụ của
công nghệ chế tạo máy là chế tạo ra các sản phẩm cơ khí cho mọi lĩnh vực
của nghành kinh tế quốc dân, việc phát triển ngành công nghệ chế tạo máy
đang là mối quan tâm đặc biệt của Đảng và nhà nước ta.
Hiện nay trong các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng
đòi hỏi kĩ sư cơ khí và cán bộ kĩ thuật cơ khí được đào tạo ra phải có kiến
thức cơ bản tương đối rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức
đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất.
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
thiết bị cơ khí phục vụ các ngành kinh tế như công nghiệp, nông nghiệp,
giao thông vận tải, điện lực ...vv
Để giúp cho sinh viên nắm vững được các kiến thức cơ bản của môn
học và giúp cho họ làm quen với nhiệm vụ thiết kế, trong chương trình đào
tạo, đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là môn học không thể thiếu được
của sinh viên chuyên ngành chế tạo máy khi kết thúc môn học.
Sau một thời gian tìm hiểu và với sự chỉ bảo nhiệt tình của thầy giáo
Nguyễn Viết Tiếp đến nay em đã hoàn thành đồ án môn học công nghệ chế
tạo máy Trong quá trình thiết kế và tính toán tất nhiên sẽ có những sai sót
do thiếu thực tế và kinh nghiệm thiết kế, em rất mong được sự chỉ bảo của
các thầy cô giáo trong bộ môn công nghệ chế tạo máy và sự đóng góp ý
kiến của các bạn để lần thiết kế sau và trong thực tế sau này được hoàn thiện
hơn.

- ` -
11
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN

CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
1. Phân tích chức năng, điều kiện làm việc của chi tiết :
+
Đây là chi tiết dạng trục.
+
Truc giữa xe đạp được lắp ở giữa khung xe đạp , hai đầu lắp với
hai đùi xe có lắp bàn đạp . Đùi xe bên phải có liền với với đĩa xích
để lắp xích . Khi hai chân người đạp vào bàn đạp thì qua đùi xe sẽ
tạo được một ngẫu lực trên trục , ngấu lực này xẽ truyền vào đĩa
xích , qua xích , líp được lắp ỏ trục sau sẽ tạo được một mô men
xoắn trên trục sau , do đó làm bánh xe quay và xe chuyển động
-
Đường kính hai đoạn lắp ổ lăn là ỉ16,7
-0.18
-
Dầu ngắn (28mm) lắp với đùi xe đạp
-
Đầu dài (32mm) lắp với đùi và đĩa xích của xe đạp
+
Điều kiện làm việc của trục :
-
Chịu lực kéo nén dọc là rất nhỏ
-
Chịu mômen xoắn lớn
+
Điều kiện kỹ thuật :
-
Đường kính cổ trục lắp ổ lăn CCX 8, độ nhẵn bóng cấp 8
(Ra = 0,32 ).
-

Độ nhám mặt đầu và các cổ trục đạt Rz40.
-
Dung sai chiều dài các cổ trục: 0,05 ÷ 0,2 mm.
-
Độ đảo các cổ trục lắp ổ lăn không lớn hơn 0,02 mm.
-
Độ không đồng tâm của hai đoạn trục lắp ổ lăn không lớn hơn
0,02 mm.
- ` -
22
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
+
Vật liệu được sử dụng:
Thép cácbon kết cấu C40, theo TCVN 1766-75 quy định
-
thành phần của thép C40 có :
% C = (0,38 ÷ 0,45) %.
% P, S ≤ 0,04 % cho mỗi nguyên tố.
% Mn = 0,7 %.
-
Cơ tính của thép C40 :
σ
b
= 140 kg/mm
2
.1
σ
ch
= 86 kg/mm
2

.
2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết :
Trục giũa xe đạp có kêt cấu đối sứng, chỉ có lắp chốt (goi là đinh cavét)
là không đối sứng.
Quan trong nhất trong kết cấu của trục giữa xe đạp là :
+
Hai rãnh lắp chốt phải đảm bảo độ song song là 0,05mm . Điều đó cho hai
đũi xe không bị lệch nhau .
+
Đương kính các cổ trục giảm dần về hai phía.
+
Do tỉ số L/D = 138/16 < 10 nên trục đảm bảo độ cứng vững.
+
Trục phải qua giai đoạn nhiệt luyện để tăng khả năng chịu kéo,
chịu xoắn trong quá trình làm việc. Do trục ngắn ( 138 mm ),
đương kính nhỏ nên khả năng biến dạng sau nhiệt luyện là ít.
3. Dạng sản xuất :
Sản lượng hàng năm là N=1000 chi tiết / năm
Trọng lượng của chi tiết được tính theo công thức :
Q
1
= V.γ
Trong đó : γ là trọng lượng riêng của vật liệu.
Với thép γ = 7,852 ( kg/dm
3
)
- ` -
33
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
V là thể tích của chi tiết.

( )
3
32
277,0
2773216.138
4
dm
mmV
=
=≈
π
Vậy Q
1
= 7,852.0,277 = 0,22 kg.
Tra bảng 2
[
I
]
với :
Q
1
= 0,22 kg
⇒ Sản xuất loạt vừa .
4. Chọn phương pháp chế tạo phôi :
4.1. Xác định phương pháp chế tạo phôi :
Loại phôi được xác định theo kết cấu của chi tiết, vật liệu, điều
kiện, dạng sản xuất và điều kiện sản xuất cụ thể của từng nhà máy.
Với chi tiết dạng trục, đường kính các đoạn trục nhỏ, chênh lệch
đường kính không nhiều, vật liệu là thép C40, sản xuất loạt vừa nên ta
sử dụng phôi Dập nóng

Kim loại biến dang trong khuôn , gia công trên cá máy dập , máy rèn
đứng hay ngang … Sản phẩm có độ chính xác cao (lượng dư gia công
nhỏ ) Năng suất cao hơn nhiều so với các phương pháp khác lên nó
dùng cho sản xuất hàng loạt .
5. Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết :
5.1. Xác định đường lối công nghệ :
Trong sản xuất loạt vừa, để đạt năng suất cao trong điều kiện sản
xuất ở nước ta thì đường lối công nghệ là phân tán nguyên công. Khi
đó sẽ có ít bước công nghệ hơn trong mỗi nguyên công. Dùng máy vạn
năng kết hợp với các đồ gá chuyên dùng và các máy chuyên dùng.
5.2. Chọn phương pháp gia công :
- Ta có các đoạn, ỉ22 góc lượn R6 và đoạn giưa trục ỉ16,7 có cấp chính
xác 12, không yêu cầu về độ bóng , do đó ta không cần phải gia công
vì nguyên công (dập nóng ) đã đạt độ chính xác cấp 9 đến 11 .
- Hai mật đầu có Rz20 chỉ cần phay thô là đạt
- Đoạn đầu trục ỉ16,7
-0.18
có cấp chính xác 12
- Đoạn đầu trục ỉ16
-0.058
có cấp chính xác 10
Do đó hai đoạn trên chỉ cần tiên thô là được
- ` -
44
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
- Đoạn đầu trục ỉ16,7
-0,18
yêu cầu độ bóng Ra=1,25
- Đoạn ỉ16
-0,058

yêu cầu độ bóng Ra = 0,5
- Góc lượn R4,5 yêu cầu độ bóng Ra = 0,32
Vì vậy ba đoạn trên ta cần phải gia công tinh là mài thì mới đạt yêu
cầu
Về độ bóng . trước đó là tiên thô . Góc lươn R4,5 tiên định hình .
- Hai rãnh then gia công bằng phay định hình ,yêu cầu độ bóng là
Ra =1,6 nên ở đậy là phay tinh .
Trên cơ sở phân tích như trên ta lập thứ tự các nguyên công như sau
1. Dập nóng
2. U kiểm tra
3. Khoả mặt đầu và khoan tâm
4. Tiện thô đầu 1
5. Tiện thô đầu 2
6. Phay rãnh 1
7. Phay rãnh 2
8. Nhiêt luyện
9. Mài đoạn ỉ16
-0,058
đầu 1
10. Mài đoạn ỉ16
-0,058
đầu 2
11. Mài đoạn ỉ16,7
-0,18
đầu 1
12. Mài đoạn ỉ16,7
-0,18
đầu 2
13. Mạ và kiểm tra
14 Bao gói

B Thiết kế cụ thể cho các nguyên công
Nguyên công1: Dập nóng
- ` -
55
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
- Được thực hiên trên máy búa . Kim loại được nung nóng và được
cho vào máy búa để dập . Khuôn dập được thiết kế định hình chi
tiết gia công cộng thêm lượng dư của dập nóng .
Nguyên công2 : ủ và kiển tra trước khi gia công
- Sau khi chế tạo phôi song đem ủ rồi kiểm tra sem phôi nào đạt yêu
cầu thi đem ra công

Nguyên công3 : Khoả mặt đầu và khoan tâm
- Định vị : Trục được định vị hạn chế 4 bậc tự do trên khối V dài ,
một mặt khối V tỳ vào bậc của trục định vị 1 một bậc tự do .
S
1
1
S
1
n
n
1
W
W

- ` -
66
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
- Kẹp chặt : Dùng cơ cấu kẹp chặt bằng ren . Hai thanh kẹp

được
bắt với một thanh ren và đai ốc rồi kẹp chặt chi tiết từ trên xuống
- Chọn máy : Tra bảng 25/trang 119 [1] ta chọn được máy phay và
máy khoan tâm bán tự động như sau MP – 71M với các thông số
như sau .
 Máy Phay : Các thông số như sau
- Đường kính gia công : 25-125mm
- Chiều dài chi tiết gia công : 200 – 500mm
- Giới hạn chay dao của dao phay :20- 400 (mm/phút )
- Số cấp tấc độ của dao phay là : 6
- Giới hạn số vòng quay của dao phay là : 125-712(vg/phút)
- Công suất động cơ là 7,5 kw
 Máy khoan
- số cấp tấc độ của máy khoan là :6
- Giới han số vòng quay của máy khoan là 238 – 1125 (vg/phút )
- Giới hạn chay dao là : 20-300(mm/phút )
- Công suất động cơ là 2,2 (kw)
 Chon dao :
+ Dao phay :Chon dao phay mặt đầu có gắn mảnh hợp kim cứng
T15K6 . Kích thước dao phay như sau theo bảng (4-91/trang374[II] ) :
- D/Z = 80/5
- d(H7) = 30mm
- B = 39mm
+ Dao Khoan : chon mũi khoan ruột gà
Có kich thước như sau
- ` -
77
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
- D = 12mm
- D = 2,5mm

- α = 60
0
- l
1
= 2mm
- l = 5,3
Nguyên công 4 Tiên thô đầu 1
S
S
S
55
3
11,5
28
n
S
1
n
- ` -
88
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
+ Định vị : chi tiết được định vị bằng hai mũi tâm hạn chế 5 bậc tự
do và dùng tốc truyền để truyền chuyển động quay cho phôi
- tịnh tiến theo Ox, Oy, Oz.
- Quay theo Oy, Oz.
-
Quá trình gia công hoàn thành sau hai lần gá phôi để gia công
hai đầu.
+
Chọn máy :

Với điều kiện sản xuất cuả Việt Nam, và kích thước của phôi ta
chọn máy tiện vạn năng T616 có :
-
Đường kính phôi lớn nhất D
max
= 230 mm.
-
Khoảng cách hai đầu tâm : L =750 mm.
-
Chiều dài lớn nhất tiện được : l
max
= 700 mm.
-
Tốc kẹp đường kính lớn nhất d
max
= 220 mm.
Công suất động cơ : P = 4,5 KW
+ Chọn dao : Tra bảng 4- 3/trang192 [II] ta chọn dao tiện có gắn
mảnh hợp kim cứng T15K6 . kích thước của dao như sau
- Đường kính d :d = 2-9mm
- Chiều dài : L = 120 – 280mm
- Chiều dài phần làm việc : l = 55- 120 mm
Nguyên công 5 : Tiện thô đầu 2
- Vì trục có kết cấu đối sứng do vậy tiện thô dầu 2 ta chỉ việc đổi
đầu chi tiết sau khi thực hiện nguyên công 4 rồi gia cộng như
nguyên công 4
- Do đó các cơ cấu định vị và kẹp chặt , máy và dao và các chế độ
cắt cũng như gia công nguyên công 4
- ` -
99

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
Nguyên cộng 6 : Phay rãnh 1
- Định vị : Trục được định vị 4 bậc tự do trên khối V dài, phương
của lực kẹp vuông góc với mặt định vị
W
W
9
12

+ Chọn máy : tra bảng 19/trang117 [I] ta chọn máy phay 6H82
Các thông số kỹ thuật của máy như sau
- Khoảng cách từ mặt đầu dao tới bàn máy a : 50-350mm.
- Kích thước bàn máy : 200 x 800 mm.
- Số cấp chạy dao 12 .
- Giới hạn số vòng quay : 50 – 2240 (vg/ph)
- Giới hạn chạy dao : 9 – 400 mm/ph .
- Công suất động cơ : 3 Kw .
- Kích thước bàn máy 1720 – 1750 mm
+ Chọn dao chọ dao phay định hình 3 mặt có gắâymnhr hợp kim
T15K6 . Kích thước dao như sau :
- ` -
1010
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
D/Z = 60/16
B = 12mm
Nguyên công 7 : Phay rãnh 2.
W
W
9
12

tỳ phụ
- Đinh vị và kẹp chặt cũng giống như trên nhưng thêm một chốt tỳ
chống soay vào bề mặt rãnh 1 đã gia công.
- Chọn máy và dao: dùng máy và dao của nguyên công phay rãnh 1.
8. Nhiệt luyện: Chi tiết trước khi đem gia công tinh cần phải đem đi
nhiệt luyện.
9. Mài đoạn
φ
16
- 0,058
đầu 1.
- ` -
1111
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
- Đinh vị: Bằng hai mũi tâm hai đầu.
- Kẹp chặt: Dùng tốc tuyền của mài.
- Chọn máy : Tra bảng 10/ trang 113 [1] ta chọn máy mài 3A110 có
công suất 1,5kw. Đường kính đá mài là : D = 250mm.
- Chọn dao: Tra bảng 5 – 204/ trang 182 chọn đá mài có chiều dày <
32mm, loại đá HH, vật liệu mài là 4A. Kích thước đá mài như sau: H =
30 (mm).
D = 80 (mm)
d = 20 (mm)
10. Mài đoạn
φ
16
- 0,058
đầu 2.
- Sau khi mài xong nguyên công 9 ta tháo chi tiết ra rồi đảo đầu lại rồi
mài giống như nguyên công 9 do 2 đầu trục đối cứng với nhau.

- Do đó các cơ cấu định vị và kẹp chặt , máy, dao và chế độ cắt cũng
như nguyên công 9.
11. Mài đoạn
φ
16,7
- 0,18
đầu 1.
- Định vị và kẹp chặt giống nguyên công mài ở trên.
- ` -
1212
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
- Máy mài cũng giống như mài ở nguyên công trước.
- Chọn dao: Tra bảng 5 – 204/ trang 182 chọn đá mài có chiều dày <
32mm, loại đá HH,vật liệu mài là 4A. Kích thước đá mài như sau
H = 12 (mm)
D = 50 (mm)
d = 10(mm)
12. Mài đoạn
φ
16,7
- 0,18
đầu 2.
- Sau khi mài xong nguyên công 11 ta tháo chi tiết ra rồi đảo đầu lại
rồi mài giống như nguyên công 11 do 2 đầu đối trục xứng với nhau.
- Do đó các cơ cấu định vị và kẹp chặt, máy, dao và chế độ cắt cũng
như nguyên công 11.
13. Kiểm tra.
- ` -
1313