Đề tài Công nghệ chế tạo trục tang

CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO TRỤC TANG I – Giới thiệu chung Ngày nay, trong sự phát triển của khoa học kỹ thuật các thiết bị máy móc được nhập vào nước ta rất nhiều, trong quá trình sử dụng và khai thác do một số nguyên nhân như thời hạn sử dụng quá lậu các chi tiết bị mài mòn và hư hỏng hoặc do sai sót trong quá trình khai thác. Các chi tiết bị hư hỏng… Để có những chi tiết kịp thời thay thế, sửa chữa cho máy, hạn chế được sự tốn kém do nhập linh kiện từ ngoài vào. Do vậy , ngày nay ngành công nghiệp chế tạo trở thành một ngành quan trọng trong lĩnh vực công nghiệp ở nước ta. Mục tiêu của việc gia công chế tạo máy là nhằm tạo ra các chi tiết đạt yêu cầu về kỹ thuật, hình dáng, kích thước, độ bền đồng thời hạn chế được tốn kém về kinh tế khi phải mua từ ngoài. Trục tang là một chi tiết rất quan trọng không thể thiếu trong một số máy móc có truyền động bằng tay như máy vận chuyển liên tục, máy trục… Với quy trình công nghệ chế tạo trục tang được trình bày dưới đây sẽ góp phần trong việc chế tạo trục tang đạt chất lượng tốt đảm bảo được những yêu cầu kỹ thuật. II – Xác định dạng sản xuất Mục đích là xác định hình thái tổ chức sản xuất từ đó cải thiện tính công nghệ của chi tiết, chọn phương án chế tạo phôi, chọn thiết bị công nghệ hợp lý cho việc gia công chi tiết. Xác định khối lượng gần đúng của chi tiết theo công thức : m = V.r Trong đó: V: Thể tích của chi tiết, theo bản vẽ chi tiết ta xác định được: V = P.r2.l = 3,14.0,62.9.60 = 10,8 dm3 Với: r = 120 /2 = 60 mm = 0,6 dm L = 960 mm = 9,6 dm r = 7,852 kg/dm3 : Khối lượng riêng của thép suy ra: m = 10,8.7,852 = 84,4 (kg) Dựa vào lượng sản xuất hàng năm là 05 chiếc trong một năm và Q với mQ = 84,4 (kg).Theo bảng (2-1) [V] ta xác định được dạng sản xuất của chi tiết là dạng sản xuất loại đơn chiếc. III – Phân tích chi tiết chế tạo 3.1. Công dụng của chi tiết: Trục tang nhận momen quay từ trục ra của hộp giảm tốc nhờ khớp nối. Sau đó truyền momen quay đến trục tang nhờ mối ghép then giữa thành tang và trục tang. 3.2. Cấu tạo của chi tiết: Trục tang là chi tiết có dạng hình tròn gồm: 3.3.yêu cầu kỹ thuật:Khi chế tạo trục tang cần đảm bảo các điều kiện sau đây: - Kích thước đường kính các cổ lắp ghép phải đạt mức chính xác từ 7 y 10. - Độ chính xác về hình dáng, hình học như độ côn, độ ô van của trục nằm trong giới hạn 0,25 y 0,5 dung sai đường kính cổ trục. - Đảm bảo dung sai chiều dài mỗi bậc trục trong khoảng 0,05 y0,2 mm. - Độ đảo của các cổ trục lắp ghép không vượt quá 0,01y 0,03 mm. - Độ song song của rãnh then đôi với tâm trục không vượt quá 0,09mm. - Độ nhám của các cổ trục lắp ghép đạt: Ra =1,25y1,16, các mặt đầu Rz=40y20, bề mặt không lắp ghép Rz = 80 y 40. 3.4. Chọn dạng phôi và phương pháp chế tạo. Căn cứ vào hình dáng của trục ( trục bậc, đường kính chênh nhau không lớn. ) ta chọn phôi chế tạo trục là phôi thanh rèn tự do . Vật liệu chế tạo là thép 45 do hệ số ma sát trong thép cabon lớn hơn thép hợp kim. Do đó có thể hạ giá thành sản phẩm. Trước khi gia công cơ, việc chuẩn bị như nắn thẳng, cắt phôi như nắn thẳng, cắt phôi có đường kính 130 mm và dài 970 m tại xưởng chuẩn bị phôi. 3.5. Chọn chuẩn công nghệ. Chọn chuẩn thô mặt 1 để gia công, hai lỗ tâm làm chuẩn tinh thống nhất. Dùng chuẩn tinh là hai lỗ tâm để gia công các chuẩn tinh là các bề mặt trục. IV – Lập quy trình công nghệ chế tạo Do sản xuất loại nhỏ, nên trong nguyên công chế tạo trục theo nguyên tắc. Gia công theo từng vị trí. Gia công bằng 01 dao. Gia công tuần tự. Theo kết cấu trục tang là dạng trục có đường kính của trục là khác nhau trên toàn chiều dài và tại các cổ trục lắp với thành tang có rãnh then. 4.1.Thứ tự các nguyên công. Đánh số bề mặt gia công. Trình tự gia công. Nguyên công I. Chọn mặt 2 làm chuẩn thô để khoả các mặt đầu 1, 9 và khoan 2 lỗ tâm, thực hiện trước một đầu sau đó đổi đầu để gia công tiếp. Bước 1: Tiện thô mặt 1,9. Bước 2: Tiện tinh mặt 1,9. Bước 3: Khoan lỗ tâm ở cả hai mặt. Nguyên công II. Chọn 2 lỗ tâm ở hai mặt 1, 9 làm chuẩn tinh để gia công các mặt 2, 2’, 3, 3’, 4, 4’, 5, 5’, 6, 6’,7 ,7’, 8, 8’. Bước 1: Tiện thô các mặt: 4,5,3,2. Bước 2: Tiện tinh các mặt: 5,6,7,8 đổi đầu tiện tinh các mặt: 4,3,2. Bước 3: Vát mép các mặt: 5’, 6’,7’, 8’, 4’, 3’, 2’, 1’. Nguyên công III. Chọn hai lỗ tâm ở hai đầu làm chuẩn tinh để gia công các mặt: 2, 4, 6, 8. Bước 1: Mài thô các mặt 2, 4, 6, 8 Bước 2: Mài tinh các mặt 2, 4, 6, 8 Nguyên công VI. Chọn lỗ tâm ở hai mặt đầu làm chuẩn tinh để gia công rãnh then 10, 11. 4.2.Trình tự tiến thành các nguyên công. Nguyên công I. Tiện hai mặt đầu và khoan hai lỗ tâm. Sơ đồ giá: Chọn máy : Căn cứ vào sổ tay CNCT ta chọn máy tiện T620 Đồ giá: Hai mũi chống tâm quay và chấu cặp luy net. Dụng cụ cắt: 2 dao tiện tinh và thô. Dụng cụ kiểm tra: Thước cặp. Nguyên công II. Chọn lỗ tâm ở hai mặt làm chuẩn tinh để gia công các mặt 2, 2’, 3, 3’, 4, 4’, 5, 5’, 6, 6’, 7 ,7’, 8, 8’. Sơ đồ gá: Chọn máy : Căn cứ vào sổ tay CNCT ta chọn máy tiện T620 Đồ giá: Hai mũi chống tâm quay và chấu cặp luy net. Dụng cụ cắt: 2 dao tiện tinh và thô. Dụng cụ kiểm tra: Thước cặp Nguyên công III. Chọn hai lỗ tâm làm chuẩn tinh để gia công các mặt: 2, 4, 6, 8. Sơ đồ giá: Chọn máy: Căn cứ vào sổ tay CNCT ta chọn máy mài tròn ngoài tiến dao ngang 3164A có các thông số: Công suất động cơ 13kw. Giới hạn chạy dao 20y400mm/ph. Giới hạn số vòng quay của trục chính 30y180 ( v/ph ). Tốc độ quay của bàn máy 0,1y5 ( mm/ph ). Đồ giá: Hai mũi chống tâm quay và chấu cặp luy net. Dụng cụ cắt: Đá mài 300 x 200 x 76 – 23 A 32. Dụng cụ kiểm tra: CALEBREON. Nguyên công IV. Chọn lỗ tâm ở 2 mặt đầu làm chuẩn tinh để gia công rãnh then. Sơ đồ gá: Chọn máy: Căn cứ vào sổ tay CNCT ta chọn máy tiện T620. Dụng cụ cắt: Dao tiện rãnh then. V – Tính lượng gia công Tính lượng dư gia công tại ngỗng trục có đường kính . Phôi dập, cấp chính xác 8 khối lượng 84,8 kg, Rz=200(mm), Ti=300(mm),vật liệu phôi thép 45 Lấy theo bảng 10 [5] Các bước công nghệ : Tiện thô :CCX4 ;RZ=50(mm) ; Ti=50(mm) Tiện tinh : CCX5 ;RZ=20(mm) ; Ti=30(mm) Mài thô : CCX6 ;RZ=10(mm) ; Ti=20(mm) Mài tinh : CCX8 ;RZ=5(mm) ; Ti=15(mm) Các thông số trên lấy theo bảng 12 [5] Ta áp dụng công thức tính lượng dư gia công cho bề mặt đối xứng ngoài: Zbmin=2(Rza+Ta+ rp) 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. egđ: Sai số gá đặt chi tiết ở bước công nghệ đang thực hiện. Vì đồ gá là 2 mũi chống tâm, mũi tâm trước là mũi tâm tùy động nên sai số gá đặt trong trường hợp này egđ=0. Như vậy trong công thức tính Zmin không còn sai số gá đặt. Sai lệch về vị trí không gian của phôi được xác định theo công thức sau đây: rp= trang 52[5] Trong đó: rlk=1 : độ lệch của khuôn dập (phôi trong khuôn bị lệch) so với tâm danh nghĩa. rt: sai lệch của phôi do lấy tâm làm chuẩn và được xác định bằng công thức sau: rt=trang 52 [5] dp =3,5mm: dung sai của phôi dập và 0,25 là độ võng của tâm phôi. Như vậy ta có: rt= rct:độ cong vênh của phôi thô (độ cong của đường trục phôi) rct=Dk.Lc=0,8.965=768mm trang 52 [5] Dk: độ cong giới hạn của phôi trên 1mm chiều dài Dk=0,8 mm/mm tra bảng 15 [5]. L= 965 mm: chiều dài trục. Do đó sai lệch không gian của phôi là: rp= rp=2172mm. Tiện thô gá trên hai mũi tâm,sai số gá đặt egđ=0 (mũi tâm trước là mũi tâm tùy động). 2Zmin=2(Rza+Ta+rp )=2(200+300+2172)=2.2672 mm. Sau tiện thô: Rza=50 mm; Ta=50 mm, cấp chính xác 4 (bảng 12) [5] ; độ bóng bề mặt Đ5 bảng(4) [5] Sai lệch còn lại sau nguyên công tiện thô là: r1=Ks. rp=0,06.2172=130,32 mm trang 343 [6] Trong đó: Ks: hệ số giảm sai khi tiện thô. Tiện tinh gá trên hai mũi tâm. 2Zmin=2(Rza+Ta+r1 )=2(50+50+130,32)=2.230,32 mm Sai lệch còn lại sau nguyên công tiện tinh là: r2 = Ks. r1= 0, 4.130,32= 52,12 mm. Ks: hệ số giảm sai khi tiện tinh. Sau tiện tinh: Rza=20 mm; Ta=30 mm (bảng 12)[5]; độ bóng bề mặt Đ8 bảng 4 [5]. Mài thô gá trên hai mũi tâm. 2Zmin=2(Rza+Ta+r2 )=2(20+30+52,12)=2.102,12 mm Sai lệch còn lại sau nguyên công mài thô là: r3= 0,2. r2= 0,2.52,12 = 10,42 mm Sau mài thô: Rza=10 mm; Ta=20 mm (bảng 12)[5] ; Đ7 bảng 4 [5]. Mài tinh gá trên hai mũi tâm. 2Zmin=2(Rza+Ta+r3 )=2(10+20+0,98)=2.30,98 mm Sau mài thô: Rza=5 mm; Ta=15 mm (bảng 10)[5] ; Đ10 bảng 4 [5]. Như vậy ta có lượng dư nhỏ nhất của từng nguyên công là: Tiện thô: 2Zmin=2.2672 mm Tiện tinh :2Zmin=2.230,32 mm Mài thô: 2Zmin=2.102,12 mm Mài tinh: 2Zmin=2.40,42 mm Cột ghi kích thước tính toán (cột số 7) được xác định như sau: Ghi kích thước chi tiết (kích thước nhỏ nhất)vào hàng cuối cùng, còn các kích thước khác thì lấy kích thước ở nguyên công trước cộng với lượng dư tính toán nhỏ nhất. Như vậy ta có: Mài thô : d3=120,03+2.0,04042 =120,11 mm Tiện tinh: d2=120,11+2.0,10212=120,3 mm Tiện thô: d1=120,3+ 2.0,23032=120,76 mm Phôi: dp=120,76 + 2.2,672=126,1 mm Lập cột dung sai của kích thước các nguyên công (cột số 8) bằng cách tra bảng trong sổ tay. Xác định kích thước giới hạn nhỏ nhất (cột số 9) bằng cách làm tròn số của kích thước tính toán theo hàng số có nghĩa của dung sai d. Xác định kích thước giới hạn lớn nhất (cột số 10) bằng cách cộng kích thước giới hạn nhỏ nhất dmin với dung sai d. Mài tinh: d4=120,03 + 0,02 = 120,05 mm Mài thô: d3=120,11 + 0,03 = 120,14 mm Tiện tinh: d2=120,3 + 0,12 = 120,42 mm Tiện thô: d1=120,76 + 0,4 = 121,16 mm Phôi: dp= 126,1 + 3 = 129,1 mm Xác định lượng dư giới hạn (cột 11,12): Zbmax: kích thước giới hạn lớn nhất. Zbmin: kích thước giới hạn nhỏ nhất. Ta có: Mài tinh: 2 Zbmax = 120,014 – 120,05 = 90 mm 2 Zbmin = 120,11 – 120,03 = 80 mm Mài thô: 2 Zbmax = 120,42 - 120,14 = 280 mm 2 Zbmin = 120,3 - 120,11 =190 mm Tiện tinh: 2 Zbmax = 121,16 – 120,42 = 740 mm 2 Zbmin = 120,76 – 120,3 = 460 mm Tiện thô: 2 Zbmax = 129,1 – 121,16 = 7940 mm 2 Zbmin = 126,1 – 120,76 = 5340 mm Xác định lượng dư tổng cộng:lượng dư tổng cộng lớn nhất là tổng các lượng dư trung gian (lượng dư nguyên công) lớn nhất, còn lượng dư tổng cộng nhỏ nhất là tổng các lượng dư trung gian (lượng dư nguyên công) nhỏ nhất. Z0max== 90 + 280 + 740 + 7940 = 9050 mm Z0min= 80 + 190 + 460 + 5340 = 6070 mm Kiểm tra phép tính:phép tính đúng khi ta có biểu thức sau: Z0max- Z0min=dp-dchi tiết Thật vậy:9050 – 6070 = 3000 –20 Bước công nghệ Các yếu tố (mm) Lượng dư tính toán Zbmin Kích thước tính toán d(mm) dung sai mm Kích thước giới hạn (mm) Lượng dư giới hạn (mm) Rza Ta ra dmin dmax Zbmin Zbmax Phôi 200 300 2172 0 - 126,1 3000 126,1 129,1 - - Tiện thô 50 50 130,32 0 2.6272 120,76 400 120,76 121,16 5340 7940 Tiện tinh 20 30 52,1 0 2.230,32 120,3 120 120,3 120,42 460 740 Mài thô 10 20 16,42 0 2.102,12 120,11 30 120,11 120,14 190 280 Mài tinh 5 15 0 2.40,42 120,03 20 120,03 120,05 80 90 VI – Chế độ cắt Nguyên công 1: Tiện mặt đầu, khoan lỗ tâm. Bước 1. Chiều sâu cắt t= 2mm.Lượng Lượng chạy dao trong bảng ( 5.11)[6 ]. Căn cứ vào đường kính chi tiết, chiều sâu ta chọn: S = 0,8mm/V Tốc độ cắt V, m/ph Tính theo công thức thực nghiệm TV 10[6 ]. V = ( Cv/Tm. tx. Sy ) x kv Trị số trung bình của tuổi bền T khi gia công 1 giây T = 40phút. Hệ số điều chỉnh Cv, x, y, m được cho trong bảng 5_ 17 [6 ]. Kv = Kmv. Knv. Kuv Kmv: Hệ số ' giá vật liệu gia công, bảng ( 5-1¸ 5-4 ) [6 ]. Knv: Hệ số ' tình trạng bề mặt, bảng ( 5-5 ) [6 ]. Kuv: Hệ số ' thuộc vật liệu dụng cụ bảng ( 5-6 ) [6]. Tra các bảng trên ta có: Cv = 340 Knv = 0,8 x= 0,15 Kuv = 1 y= 0,45 m= 0,2 Theo bảng 5-1 [6 ]. Kmv = Kn ( 750/sb ) Với Kv, nv tra bảng 5-2 [6 ]. Kn = 1 sb của thép 45 = 600N/mm2 Þ Kmv =(750/600 )-1 = 0,8 Þ Kv = 0,8 . 0,8 . 1 = 0,64 V = ( 340 . 0,64/400,2 20,15. 0,80,45 ) = 103m/ph Số vòng quay trục chính: n= 1000 . V/ p . D = 409v/ph Bước 2. Chiều sâu cắt t = 0,5D = 60mm Lượng chạy giao S = 0,49mm/V, bảng 5-25 [6] Tốc độ cắt theo công thức trang 20 [6] V = ( Cv.D9/ Tm.Sy ).Kv Với Kv = Kmv. Luv. Klv Kmv = Kn ( 750 / 600 )nv = 1 ( 750/ 600 )0,9 = 0,81 Kuv = 1, Knv = 0,8 Þ Kv = 1. 0,8. 0,81 = 0,65 Cv = 16,3 q= 0,3 y = 0,5 x= 0,2 m = 0,3 T = 25ph bảng 5-30 [6] Þ V = ( 16,3. 1200,3/250,3. 0,490,5). 0,81 V = 30,2m/ph Số vòng quay của dụng cụ hoặc phôi. n = (1000. V/p.D ) = 1000. 30,2/p.120 = 80v/ph Bước 3: Tiện tinh Chiều sâu cắt t = 0,5mm. Lượng chạy dao S = 0,12mm/v, theo bảng ( 8-19 ) [6] Tốc độ cắt V ( m/ph ), Tính theo công thức thực nghiệm TV 10[6] V = ( Cv/Tm.tx. Sy ). Kv Cv = 340 Bảng ( 5-17 ) [6] x= 0,15 Bảng ( 5-17 ) [6] y= 0,45 Bảng ( 5-17 ) [6] m= 0,2 Bảng ( 5-17 ) [6] Knv = 0,8 Þ Kv = 0,64 Kuv = 1 Þ V = ( 340/400,2. 0,50,15 . 0,120,45 ). 0,64 = 215m/ph n = ( 1000.V/p.D ) = 572V/ph Nguyên công 2. Bước 1: Tiện thô Chiều sâu cắt t = 5mm Lượng chạy dao S = 0,7mm/V, bảng 5-111 [6 ]. Tốc độ cắt theo công thức thực nghiệm TV10 [6 ]. V = ( Cv/Tm.Tx.Sy ). Kv T = 40ph Cv = 340 x= 0,15 y= 0,45 m= 0,2 Knv = 0,8 Þ Kv = 0,64 Kuv = 1 V = ( 340/400,2.50,15.0,70,45 ). 0,64 V = 95,9m/ph n= 1000.v/p.D =255v/ph Bước 2: tiện tinh Chiều sâu cắt t = 0,5mm Lượng chạy dao S = 0,12mm Tốc độ cắt V = 215m/ph Số vòng quay của dụng cụ hoặc phô: n = 572V/ph Bước 3: Vát mép. Nguyên công 3. Bước 1: Mài thô Chiều sâu cắt t = 0,01mm Vận tốc đá mài Vd9m = 30m/ph, bảng 5-55 [6 ]. Số vòng quay của chi tiết Nct = 40v/ph, bảng 5-203 [6 ]. Lượng chạy dao ngang S = 0,84mm/ph, bảng 5-203 [6 ]. Bước 2: Mài tinh Chiều sâu cắt t = 0,007mm Vận tốc đá mài Vd9v = 50m/ph, bảng 5-55 [6 ]. Số vòng quay của chi tiết n = 85V/ph, bảng 5-204 [6 ]. Lượng chạy dao S = 0,91mm/ph Công suất cắt N: 12,5Kw, bảng 5-205 [6 ]. Nguyên công IV: Phay hai rãnh then Bước 1: Phay rãnh then 32-18-9 Lượng chạy dao khi tiện rãnh S = 0,25mm/v, bảng 5-72 [6]. Chiều sâu cắt t = 3mm, 3 lần cắt Tốc độ cắt khi tiện rãnh V = 23m/ph, bảng 5-73a [6 ]. Bước 2: Tương tự. Lượng chạy dao khi tiện rãnh S = 0,25mm/v, bảng 5-72 [6 ]. Chiều sâu cắt t = 3mm, 3 lần cắt Tốc độ cắt khi tiện rãnh V = 23m/ph, bảng 5-73a [6 ].