Thiết Kế Môn Học GVHD:Ths.Nguyễn Văn Hùng
LỜI NÓI MỞ ĐẦU
oOo
Ngày nay,đất nước đang trong thời kỳ phát triển công nghiệp hóa hiện đại hóa
đất nước.Vì vậy yêu cầu đặt ra cho các cán bộ làm kĩ thuật là rất lớn .Đặc biệt,các
kĩ sư nghành chế tạo máy cần phải đáp ứng được yêu cầu của cần thiết của đất
nước.
Trong các trường ĐH đào tạo kĩ sư và cán bộ kĩ thuật về thiết kế chế tạo môn
công nghệ chế tạo được coi là một môn học trọng điểm của chương trình đào
tạo.Môn học tạo điều kiện cho sinh viên biết ,nắm vững và vận dụng có hiệu quả
các phương pháp thiết kế ,xây dựng và quản lý các quá trình chế tạo sản phẩm cơ
khí về kĩ thuật sản xuất và tổ chức sản xuất nhằm đạt được các chỉ tiêu về kinh tế
theo yêu cầu cụ thể trong điều kiện và vqui mô sản xuất cụ thể.Sinh viên cần nắm
vững về chỉ tiêu công nghệ cần thiết nhằm nâng cao tính công nghệ trong quá trình
thiết kế các kết cấu cơ khí để góp phần nâng cao hiệu quả chế tạo chúng.
Một sản phẩm cơ khí nói chung để tồn tại được thì ngồi các yêu cầu kĩ thuật ,độ
chính xác cao,tin cậy ,tuổi bền…thì một yếu tố không kém phần quan trọng là giá
thành sản phẩm.Những yêu cầu này gắn liền với việc thiết kế qui trình công nghệ
chế gia công chi tiết đó.
Trong thiết kế này em xin trình bày qui trình gia công chế tạo bánh xe bị động
của cần trục chân đế.Chi tiết này là một trong số rất nhiều chi tiết khác của cần trục
chân đế ,là loại cần trục có tuổi thọ tương đối lâu ở nước ta.Do đó ,việc thiết kế và
chế tạo các chi tiết thay thế cho cần truc này là yêu cầu đặt ra cho những người làm
trong nghành cơ khí nói chung và cơ khí chế tạo nói riêng.
Chỗ yếu của qui trình công nghệ hiện nay là máy móc thiết bị ,vật tư không đồng
bộ có thể dẫn đến loạt sản phẩm này có chất lượng khác so với loạt sản phẩm
khác,việc này đòi hỏi người làm công tác kĩ thuật phải biết khắc khe,chọn lựa một
qui trình công nghệ hợp lý ,tiêu chuẩn ,tiết kiệm,tốt nhất để phần nào hạn chế được
tất cả các thiếu sót đến mức thấp nhất.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Ths.Nguyễn Văn Hùng phụ trách giảng dạy
môn công nghệ chế tạo cùng tồn thể quí thầy cô giáo trong khoa cơ khí trường ĐH
GTVT tp.HCM đã tận tình hướng dẫn,giúp đỡ em trong quá trình học tập và thực
hiện thiết kế .
Tp.HCM ngày 15 tháng 12 năm 2007
CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO
Thiết Kế Môn Học GVHD:Ths.Nguyễn Văn Hùng
1. Phân tích chức năng làm việc của cơ cấu: ]
Bánh xe di chuyển dùng để di chuyển tất cả các loại máy nâng vận chuyển, di
chuyển xe con các loại máy trục, dùng trong bàn trượt xe nâng và dùng trong các
cơ cấu quay của máy trục. Bánh xe di chuyển của cần trục là chi tiết chịu tải trọng
lớn và hao mòn nhanh nên thời hạn sử dụng từ 4 đến 6 tháng. Bánh xe làm việc
trong điều kiện khắc nghiệt, hệ thống bánh xe chịu tồn bộ tải trọng của xe, trọng
lượng vật nâng.
Quá trình xe chuyển động trên ray tải trọng tác động thay đổi liên tục vành bánh xe
sẽ chịu tác động momen xoắn phức tạp thay đổi liên tục. Bề mặt tiếp xúc giữa ray
và bánh xe xuất hiện ma sát rất lớn, nhiệt cao, gây mái mòn bánh nhanh và làm
giảm tuổi bền của bánh xe.
Bánh xe di chuyển của cần trục chân đế là loại 2 gờ, bề mặt làm việc hình trụ. Số
bánh xe bi động chiếm 1/2 tổng số bánh xe. Bánh xe bị động có chức năng nhận
chuyển động từ cơ cấu di chuyển và nhờ lực bám giữa bề mặt lăn của bánh xe và
ray mà cần trục có thể di chuyển được. Bề mặt lăn của bánh xe được gia công cơ
khí với độ chính xác cao và nhiệt luyện đến độ cứng 350 HB , song độ cứng của
mặt lăn của bánh xe phải nhỏ hơn độ cứng bề mặt làm việc của ray.
Thành phần hố học của thép 65G:
C Si Mn S P Cr Ni
0,4÷0,6 0,17÷0,40 0,7÷0,9
0,045 0,045 0,45 0,35
2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu chi tiết:
Bánh xe cũng như mọi chi tiết khác, kết cấu của chúng ảnh hưởng trực tiếp đến
năng suất và chất lượng gia công, ảnh hưởng đến độ bền khi làm việc. Vì vậy,
ngay khi thiết kế cần chú ý đến bề mặt của nó.
Ta chọn loại bánh xe là loại hình trụ có hai gờ, có lỗ trụ bậc đơn giản, và được lắp
với trục băng các ổ bi, bạc…
Vật liệu chế tạo là loại thép 65G
Ứùng suất bền kéo nhỏ nhất:
2
540 mm/N
bk
=
σ
Ứùng suất bền chảy của vật liệu:
2
270 mm/N
ch
=
σ
Dộ rắn: HB=300÷350
Theo chức năng làm việc của chi tiết, dựa vào vật liệu gia công cũng như theo cấu
kết và kích thước trên bản ve, để bánh xe có độ cứng và độ bền cần thiết, không bị
nứt, chảy, biến dạng trong quá trình làm việc thì cần phải nhiệt luyện bằng phương
pháp tôi thể tích. Phương pháp này có ưu điểm là dễ điều chỉnh độ sâu lớp thấm
tôi, biến dạng bé, độ bóng bề mặt không giảm nhiều, thích hợp trong sản xuất hàng
loạt.
Yêu cầu kỹ thật khi chế tạo:
Các bề mặt làm việc có độ nhám không vươ
̣
t qua
́
1.6 mm
Các bề mặt ghơ
̀
có độ nhám không vươ
̣
t qua
́
3.2 mm
Thiết Kế Môn Học GVHD:Ths.Nguyễn Văn Hùng
Lỗ và bê
̀
mă
̣
t có độ đồng tâm 0.04 mm
Các mặt đầu sai lệch 0,3÷0,5 mm
Sai lệch hướng kính của bề mặt làm việc so với trục tâm không lớn hơn
0,016mm
Độ nhám bề mặt bánh xe la
̀
m viê
̣
c R
a
=1.6÷3.2 mm
Đô
̣
nha
́
m bê
̀
mă
̣
t trong cu
̉
a tru
̣
c lă
́
p ghe
́
p 0.8 mm
Đô
̣
nha
́
m bê
̀
mă
̣
t trong cu
̉
a tru
̣
c không lă
́
p ghe
́
p 12.5mm
Dung sai lắp ghép trục -0.028/-0.088 mm
3 Xác định dạng sản xuất:
Đặc điểm là sản lượng hàng năm ít, thường từ một đến vài chục chiếc, sản phẩm ít
ổn định do chủng loại nhiều, chu kỳ chế tạo không được xác địng. Do vậy trong
sản xuất này thường chỉ sử dụng các trang thiết bị, dụng cụ công nghệ vạn năng.
Máy móc được bố trí theo loại máy thành từng bộ phận sản xuất khác nhau. Yêu
cầu trình độ thợ phải cao. Dạng sản xuất đơn chiếc này phù hợp với nhu cầu thay
thế, sản xuất mới các chi tiết máy trục ở cảng. Nhu cầu này ít ổn địng và không
thường xuyên. Ngồi ra, cũng có thể theo dạng hàng loạt nhỏ. Lúc đó sản phẩm
tương đối ổn định và được chế tạo theo chu kỳ xác định. Dạng sản xuất này rất
gầnvà giống với sản xuất đơn chiếc.
Trọng lượng chi tiết:
Q=V.γ
γ= 7,853 KG/dm
3
: Trọng lượng riêng của vật liệu
V=Π.r
2
.h : Thể tích bánh xe
r=D/2= 6,1/2=3,05 dm
⇒ V=3,14.(3,05)
2
.1,6= 46,73 dm
3
h= 1,6 : Chiều cao TB bánh xe
⇒ Q=V.γ = 46,73.7,85= 367 (KG)
4 Chọn phôi:
Vì bánh xe có đường kính lỗ 180mm và chiều dài lỗ 260mm nên ta chọn phôi
đúc. Ngồi ra, phôi đúc sẽ giảm các nguyên công , tiết kiệm vật liệu, tăng độ chính
xác cho chi tiết.
Đặc điểm của phôi đúc:Khi đúc nên chọn mẻ sạch, ít rỉ, kho, cho thêm prero sấy
nóng tránh hồ tan khí và nổi xỉ. Về khuôn, cần có tính chịu nhiệt tốt, độ lún và
tính thông khí cao. Do vậy, dùng cát có nhiều oxít silic, đất sét chịu nhiệt tốt, chất
dính và chất phụ nhiều, làm rãnh thốt khí ở phần mặt, phần khuôn xông hơi kĩ,
sấy khuôn và lõi rót qua nhiều rãnh, lọc xỉ tốt. Nhất thiết phải làm đậu ngót, thùng
rót phải sấy nóng và thép lỏng phải ở nhiệt độ cao. Dùng thùng rót có nút và rót
chậm.
Với hình dáng tương tự dạng bánh răng, bánh xe có hai gờ và với dạng sản xuất,
vật liệu như đã chọn ở trên, ta quyết định chọn phương pháp chế tạo phôi là phôi
đúc.
Thiết Kế Môn Học GVHD:Ths.Nguyễn Văn Hùng
5 Thiết kế nguyên công:
5.11 Nguyên công 1:
Gia công
Bước 1: Tiện thô – bán tinh mặt 1
Thiết Kế Môn Học GVHD:Ths.Nguyễn Văn Hùng
Bước 2: Tiện thô- bán tiện tinh mặt 2
Nguyên công 2
Bước 1: Tiện thô- tiện tinh mặt 3
Bước 2: Tiện thô- tiện tinh mặt 9
Thiết Kế Môn Học GVHD:Ths.Nguyễn Văn Hùng
Bước 3:tiên thô – tiện tinh bề măt
Bước4: tiện thô –tiện tinh bề mặt
Thiết Kế Môn Học GVHD:Ths.Nguyễn Văn Hùng
Bước 5: tiện thô - tiện tinh
Bước 6: tiên thô – tiên tinh bề mặt
Thiết Kế Môn Học GVHD:Ths.Nguyễn Văn Hùng
Bước 7: tiện thô –tiện tinh bề mặt
Bướ 8: tiện thô- tiện tinh bề mặt
Thiết Kế Môn Học GVHD:Ths.Nguyễn Văn Hùng
Tiện một đầu này xong quay đầu và tiện nửa còn lại.
Kẹp chặt: mâm cập 3 chấu tự định tâm han 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
Đường kính gia công lớn nhất: 780
Chiều gia công: 350
Số trục chính: 6
Giới hạn số vòng quay/phút: 19÷269
Cấp số 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
5.2Nguyên công 3 : Gia công
Bước 1: tiện tinh mặt 8
Thiết Kế Môn Học GVHD:Ths.Nguyễn Văn Hùng
Bước 2: tiện tinh mặt 7
Các thông số gia công như nguyên công 1
và g
gc
=8,3 ph(tiện tinh), g
gc
=4,8 ph(tiện thô)
Bước 3: Tiện thô- bán tinh –tinh mặt 4
Thiết Kế Môn Học GVHD:Ths.Nguyễn Văn Hùng
Nguyên công 4:
Bước 1: vát cạnh
Nguên công 5: phay lỗ
Thiết Kế Môn Học GVHD:Ths.Nguyễn Văn Hùng
Nguyên công 6: phay lộ măt còn lại
5.4
Kiểm tra chi tiết lần cuối để loại bỏ những chi tiết không đạt yêu cầu kĩ
thuật .
6 Tính và tra chế độ cắt :
Tính cho các nguyên công tiện bao gồm: tiện sơ bộ và tiện tinh.
Công việc được thực hiện trên máy 1295,công suất động cơ N=50Kw
* Tiện bề mặt :
* Tiện thô:
• Chiều sâu cắt: t=2÷8 mm (t ≈ lượng dư gia công Z
b
)
Chọn t=3 mm
• Lượng chạy dao: S(mm/vòng)
Thiết Kế Môn Học GVHD:Ths.Nguyễn Văn Hùng
S=1,1÷1,5 mm/vòng( tra bảng 25.1[6])
Chọn S=1,35 mm/vòng
• Tốc độ cắt: v(m/ph)
Xác định theo công thức:
v
yVxVm
v
k
S.t.T
C
v
⋅=
Trong đó:
T=30 ÷60 phút: Trị số trung bình của tuổi bền, lấy T=45 ph
C
v
=292 : Hệ số điều chỉnh
x
v
=0,15
y
v
=0,3
m= 0,18
(Tra bảng 1-1[6])
720
540
750
1
750
1
,
=
⋅=
⋅=
−
V
n
b
mmv
Ck
σ
k
nv
=1(Do không có vỏ cứng bảng 7-1[6])
k
uv
= (Thép đúc bảng 8-1[6])
⇒ k
v
=k
mv
.k
nv
.k
uv
=0,72.1.1=0,72
)/(,,
,
,,,
phmk
StT
C
v
v
yVxVm
v
2885720
351345
292
30150180
=⋅=⋅=
• Số vòng quay trục chính:
)/(,
.,
.
.
.
phv
D
V
n
t
t
5535
770143
861000
1000
===
π
n
m
=(19÷269) v/ph (lấy n
m
=38 v/ph)
)/(,
phm
nD
v
m
92991
1000
≈==
π
• Lực cắt P(N): chia 3 thành phần theo tọa độ của máy
Lực cắt theo hướng tiếp tuyến: P
Z
Lực cắt theo hướng kính: P
Y
Lực cắt theo hướng trục: P
X
P
xyz
=C
p
.t
x
.S
y
.v
n
.K
p
=P
Z
=C
p
.t
Xpz
.S
Ypz
.v
nz
.K
pz
=300.3
1
.1.35
0,75
.84
-0,15
=515,7 (KG)
• Công suất cắt: N
c
(Kw)
)Kw(,
.
.,
.
v.P
N
z
c
757
60102
927515
60102
===
408050
==≤
, NN
mc
η
.
Vậy thoả về công suất.
* Tiện tinh:
• Chiều sau cắt: t = 0,5 mm (t≈ lượng dư gia công Z
b
)
• Lượng chạy dao: S(mm/vòng)
Chọn S=0,2 mm/vòng
• Tốc độ cắt: v(m/ph)
Xác định theo công thức:
V
xVm
V
k
SyVtT
C
v .
=
Trong đó:
Thiết Kế Môn Học GVHD:Ths.Nguyễn Văn Hùng
T=30÷60 phút: trị số trung bình của tuổi bền, lấy T=45 ph
C
v
=292 : Hệ số điều chỉnh
x
V
=0,15 ; y
V
=0,3 ; m=0,18(Tra bảng 1-1[6])
V
n
b
mmv
Ck
=
σ
750
.
,Hệ số phụ thuộc vật liệu gia công(Bảng 2-2[6])
σ
b
= 540 N/mm
2
.
k
n
=1 ; n
V
=-1
720
540
750
1
750
1
,
=
=
=
−
V
n
b
mmv
Ck
σ
k
nv
=1 ; Do không có vỏ cứng bảng 7-1[6]
k
uv
=-1; Thép đúc bảng 8-1[6]
⇒ k
v
=k
mv
.k
nv
.k
uv
=0,72.1.1=0,72
)/(,,
),.(),.(
,,,
phuùtmk
StT
C
v
V
yVxVm
V
6265720
205045
292
30150180
=⋅=⋅=
• Số vòng quay trong một phút:
)/(,
.,
,.
.
.
phv
D
V
n
t
t
5109
770143
922651000
1000
===
π
n
m
=(19÷269) v/ph (lấy n
m
=110 v/ph)
)/()/(,
.
phmphv
Dn
v
m
2658264
1000
≈==
π
• Lực cắt P (N): Chia ba thành phần theo tọa độ của máy:
P
xyz
=C
p
.t
x
.S
y
.v
n
.K
p
=P
z
.
Tra bảng11-1[6] ta có các thông số: C
pz
,X
pz
,Y
pz
,K
pz
,n
pz
P
z
= C
p
.t
Xpz
.S
Ypz
.v
nz
.K
pz
=300.(0,5)
1
.(0,2)
0,75
.110
-0,15
=22,16(KG)
• Công suất cắt: N
c
(Kw)
)(,
.
.,
.
.
Kw
vP
N
Z
C
40
60102
101622
60102
===
408050
==≤
,
η
mC
NN
. Vậy thoả về công suất.
* Tiện lỗ:
Máy tiện như trên
Định vị và kẹp chặt không thay đổi
Dao tiện lỗ tiêu chuẩn gắn mảnh hợp kim cứng
Thông số dao. Mảnh hợp kim cứng BK6, ϕ=90
0
Tiện thô:
Tính vận tốc cắt
Chọn chiều sâu cắt
V=(C
V
.K
V
/T
m
.t
x
.S
y
)=
)/(,
,
,.
,,,
phm8167
20250
720324
402020
=
Các thông số tra bảng:
C
V
=324
K
V
=K
1
.K
2
.K
3
.K
4
.K
5
.K
6
=0,72
T=30÷60
m=0,2
t = 2
x = 0,2
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét