thiết kế quy trình sản xuất tự động bánh răng thuộc bộ vi sai cầu sau xe buýt thacocity tb79ct

Mục tiêu đồ án Nhiệm vụ " THIẾT KẾ QUY TRÌNH SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG BÁNH RĂNG THUỘC BỘ VI SAI CẦU SAU XE BUÝT THACOCITY TB79CT", xây dựng dây truyền sản xuất tự động có hiệu quả cao cho việc g

1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐÔNG Á

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ QUY TRÌNH SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG BÁNH RĂNG THUỘC BỘ VI SAI CẦU SAU XE BUÝT

2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐÔNG Á

TỐNG NGỌC TIẾN

TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ QUY TRÌNH SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG BÁNH RĂNG THUỘC BỘ VI SAI CẦU SAU XE BUÝT

THACOCITY TB79CT

Giáo viên hướng dẫn: THS TRẦN ĐÌNH VĂN

Bắc Ninh, Tháng 06-2023

1.2 Đặc tính kỹ thuật của bánh răng và mục đích sử dụng trong bộ vi sai cầu sau xe buýt THACOCITY TB79CT 10

Nhiệm vụ chính của bộ vi sai: 12

Loại xe sử dụng cơ cấu vi sai 13

Phân loại cơ cấu Vi sai 13

1.3 Phân tích vật liệu chi tiết bánh răng 17

Vật liệu chế tạo răng thường được chia thành 2 nhóm: 17

1.4 Xác định dạng sản xuất 19

Chương II: Phần công nghệ 21

2.1 Yêu cầu kỹ thuật của chi tiết 21

2.1 Phương pháp chế tạo phôi trục bánh răng 22

2.2 Lựa chọn đồ gá trục bánh răng 25

2.4 Quy trình gia công chi tiết 28

2.5 Tính toán thông số gia công 31

2.6 Tính toán thời gian gia công 33

2.7 Tính toán số lượng máy tham gia 35

2.8 Thiết kế dây chuyền sản xuất chi tiết 37

2.9 Lựa chọn máy móc và thiết bị công nghệ sản xuất 41

Chương III Kiểm tra độ chính xác của bánh răng sau khi gia công 59

3.1 yêu cầu kỹ thuật của bánh răng 59

3.2 Các phương pháp gia công bánh răng côn răng thẳng thường dùng 60

1 Phương pháp chép hình 60

a, Phay chép hình Theo Phương pháp này thì bánh răng côn răng thẳng đƣợc phay bằng dao phay 60

b, Bào theo dưỡng 62

4

3.3 Kiểm tra và đánh giá độ chính xác 63

3.3.1 Các thông số cần kiểm tra 63

3.3.2 Kiểm tra một số thông số cơ bản bằng phương pháp truyền thống 64

1 Phương pháp đo sai số bước răng 64

2 Đo sai số profin răng 65

Chương IV: Kết luận 66

TÀI LIỆU THAM KHẢO 67

5

Danh mục bảng biểu

Bảng 1: Thành phần hóa học thép 20HN3A 19

Bảng 2: Gia công và chọn đồ gá 26

Bảng 3: Phương pháp và thứ tự gia công 29

Bảng 4: Loại máy và số lượng để gia công chi tiết 36

Bảng 5: Thông số kỹ thuật máy khoan đứng MAKINO EDG2 41

Bảng 6: Thông số kỹ thuật máy phay CNC MAKINO V77 43

Bảng 7: Thông số kỹ thuật máy hay lăn răng CNC MAKINO a61 45

Bảng 8: Thông số kỹ thuật máy mài JAG-2010C-CNC (Easy) 3 46

Bảng 9: Thông số kỹ thuật Máy phay trụ đứng CNC DENVER MCV1000 50

Bảng 10: Thông số kỹ thuật MÁY PHAY ĐỨNG CNC MAKINO PS105 51

6

Danh mục hình ảnh

1 Trục bánh răng bộ vi sai 10

3 Khớp nối thuỷ lực bộ vi sai 14 4 Torsen - bộ vi sai hạn chế trơn trượt cảm ứng mô-men xoắn 14 5 Bộ vi sai cảm ứng mô-men xoắn kiểu ma sát lệch trục có độ dài trụ

xoắn tại hai đầu khác nhau

15

6 Bộ vi sai hạn chế trơn trượt loại nhiều đĩa 16 7 Bản vẽ chi tiết gia công( trục bánh răng) 21 8 bản vẽ phôi chưa gia công 24

11 hình 3d dây chuyền sản xuất tự động bánh răng thuộc bộ vi sai cầu sau xe buýt THACOCITY TB79CT

37

12 sơ đồ chi tiết dây chuyền sản xuất 38 13 Máy khoan đứng MAKINO EDGE2 39 14 máy phay CNC MAKINO V77 40 15 Máy phay lăn răng CNC MAKINO a61 42 16 Máy mài JAG-2010C-CNC (Easy) 3 43 17 Máy phay trụ đứng CNC DENVER MCV1000 45 18 Máy rửa chi tiết bánh răng 47

20 Tay ROBOT RFA ROBOTLOADER RS080N 50 21 Gia công bánh răng côn bằng dao phay đĩa modul 51 22 Bào bao hình bánh răng côn răng thẳng 57

7

23 Sơ đồ đo sai lệch bước vòng 61

8

LỜI NÓI ĐẦU

Khi ôtô ngày càng hoàn thiện, xã hội ngày càng phát triển về mặt văn hoá, kinh tế và xã hội thì các tiêu chí đánh giá ảnh hưởng của dao động cũng cần được xem xét một cách nghiêm túc Đối với xe tải, xe buýt ngoài yêu cầu về độ êm dịu, ngày nay người ta buộc phải chú ý đến các tiêu chí khác như: an toàn hàng hoá, ảnh hưởng của tải trọng động đến đường (áp lực đường), và mức độ giảm tải trọng, do vậy làm giảm khả năng truyền lực khi tăng tốc và khi phanh

Bộ vi sai (viết tắt là LSD) là phần ụ tròn nằm chính giữa cầu sau có nhiệm vụ điều chỉnh tốc độ từng bánh xe khi chúng trượt quay, giúp phương tiện di

chuyển êm ái hơn Thực tế, các bánh xe có cùng tốc độ khi ô tô di chuyển trên trục đường thẳng nên không ảnh hưởng đến độ cân bằng và ổn định Trong đó bánh răng cùi là một thanh trục để truyền lực và có số răng – số then tùy theo tải trọng, cầu trước hay cầu sau của xe Hai bộ phận này ăn khớp với nhau tạo nên hệ thống truyền lực chủ động cho xe

Trong thiết kế đồ án tốt nghiệp lần này, các số liệu và thông số được tính toán đã được hướng dẫn bởi Ths Trần Đình Văn dựa trên tài liệu và kinh nghiệm thực tế, giúp đảm bảo tính chính xác và khoa học của quá trình tính toán Tuy nhiên, việc thiết kế gia công do em thực hiện không thể tránh khỏi những sai sót trong tính toán, thiết kế gá đặt, công nghệ, cũng như việc thích ứng với những thay đổi trong quá trình sản xuất Em mong được sự hỗ trợ từ quý thầy cô để bổ sung kiến thức còn thiếu sót, chỉ ra nhược điểm của thiết kế này và đưa ra những gợi ý cải tiến Bằng cách thực hiện các chỉnh sửa và cải tiến, em tin tưởng rằng sản phẩm cơ khí sẽ đạt được chất lượng cao hơn, đảm bảo tính ứng dụng và hiệu quả kinh tế trong thực tế

Việc tham khảo ý kiến chuyên gia, đánh giá của người dùng và phân tích xu hướng thị trường cũng rất quan trọng trong quá trình cải tiến sản phẩm cơ khí Em sẽ tiếp tục thu thập thông tin và phản hồi từ các bên liên quan, điều này giúp em nắm bắt được những nhu cầu thực tế, khắc phục nhược điểm và tối ưu hóa quy trình công nghệ

Ngoài ra, em cũng sẽ chú trọng đến việc nghiên cứu và áp dụng công nghệ tiên tiến, như công nghệ 4.0, tự động hóa và robot hóa, để nâng cao hiệu quả sản xuất và tiết kiệm chi phí Việc này giúp sản phẩm cơ khí đạt được chất lượng cao hơn, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường và cạnh tranh với các đối thủ trong ngành

9 Em cũng sẽ tập trung vào việc đào tạo và phát triển nguồn nhân lực chất lượng cao, với kỹ năng chuyên môn vững chắc, nâng cao khả năng sáng tạo và giải quyết vấn đề Điều này không chỉ giúp cải thiện quy trình công nghệ, mà còn tạo điều kiện cho việc phát triển sản phẩm mới, đáp ứng nhu cầu đa dạng hơn của thị trường Cuối cùng, em sẽ không ngừng nỗ lực trong việc thực hiện các hoạt động nghiên cứu và phát triển (R&D), để không chỉ cải tiến sản phẩm hiện tại mà còn tìm ra những giải pháp sáng tạo, phù hợp với xu hướng công nghệ và nhu cầu của xã hội Em hi vọng, thông qua sự cải tiến và nâng cao chất lượng sản phẩm cơ khí, em sẽ góp phần đưa ngành công nghiệp cơ khí Việt Nam lên tầm cao mới, đáp ứng nhu cầu của thị trường trong nước và quốc tế, góp phần vào sự phát triển kinh tế - xã hội của đất nước

Em xin chân thành cảm ơn!

10

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1 Giới thiệu chung

1.1 Mục tiêu đồ án

Nhiệm vụ " THIẾT KẾ QUY TRÌNH SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG BÁNH RĂNG THUỘC BỘ VI SAI CẦU SAU XE BUÝT THACOCITY TB79CT", xây dựng dây truyền sản xuất tự động có hiệu quả cao cho việc gia công bánh răng thuộc bộ vi sai của xe buýt THACOCITY TB79CT, bao gồm các bước sau:

• Phân tích yêu cầu kỹ thuật và chất lượng của bánh răng xe buýt

THACOCITY TB79CT, bao gồm độ chính xác, kích thước, hình dạng và các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động của trục lái

• Nghiên cứu và lựa chọn các công nghệ, thiết bị, công cụ và dụng cụ gia công phù hợp để đảm bảo chất lượng và độ chính xác của bánh răng trong quá trình sản xuất

• Thiết kế quy trình sản xuất tự động, bao gồm việc xác định các bước gia công, lắp ráp và kiểm tra chất lượng của bánh răng, đồng thời tích hợp các hệ thống tự động hóa và robot hóa để nâng cao năng suất và tiết kiệm chi phí

• Tìm hiểu về quy trình mài vô tâm chạy dao hướng kính, các thiết bị và dụng cụ sử dụng trong quá trình này, cũng như các yêu cầu kỹ thuật và chất lượng của bề mặt chi tiết sau khi mài

1.2 Đặc tính kỹ thuật của bánh răng và mục đích sử dụng trong bộ vi sai cầu sau xe buýt THACOCITY TB79CT

Các chi tiết dạng trục là loại chi tiết được dùng rất phổ biến trong ngành chế tạo máy Chúng có bề mặt cơ bản cần gia công là mặt tròn xoay ngoài Mặt này thường dùng làm mặt lắp ghép Chi tiết dạng trục thường được dùng để truyền mô men xoắn giữa hai trục song song hoặc vuông góc hoặc tạo với nhau một góc Nhờ truyền động cơ khí giữa các cặp bánh răng, bánh vít, trục vít ăn khớp hay nhờ truyền động đai ma sát Trong quá trình làm việc trục dễ bị biến dạng do tác dụng của tải trọng và điều kiện làm việc Vì vậy, chi tiết phải được gia công chính xác để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật đề ra như độ cứng xoắn, độ cứng uốn, độ đồng tâm, các bề mặt làm việc của trục cần phải được gia công chính xác, cơ tính đạt yêu cầu Do đó

11 quá trình sản xuất chi tiết trục bánh răng trong hệ thống vi sai của xe tải, ô tô được lựa chọn làm đồ án tốt nghiệp Trục bánh răng được mô tả trong hình 1

Hình 1: Trục bánh răng bộ vi sai

Trục bánh răng hay còn gọi là Bánh răng cùi là một thanh trục để truyền lực và có số răng tùy theo tải trọng, cầu trước hay cầu sau của xe Hai bộ phận này ăn khớp với nhau tạo nên hệ thống truyền lực chủ động cho xe

Cấu tạo của cầu xe có tổng cộng 4 bộ phận chính, bao gồm:

• Trục các đăng (propeller shaft): bộ phận này có tác dụng truyền lực cuối, chứa các bánh răng chủ động (pinion) ăn khớp với bánh răng bị động (crown wheel) Hai bánh răng này sẽ giúp giảm số vòng quay và tăng mô men lên

12 • Vỏ bộ vi sai (rotating cage): phần vỏ của bộ vi sai được gắn lên phía bánh răng bị

động

Hình 2: cấu trúc cầu xe ô tô

• Bánh răng hành tinh (small gear): ngoài việc kết nối ra thì bánh răng hành tinh còn điều khiển tốc độ của các bánh răng bán trục (large gear)

• Bộ phận bán trục trong/ngoài (inner/outer half shaft): có công dụng kết nối bánh răng bán trục với bánh xe

Bộ vi sai là một thiết bị dùng để chia mô men xoắn của động cơ thành hai đường, cho phép hai bên bánh xe quay với hai tốc độ khác nhau và là hệ thống đưa nguồn lực của động cơ xuống các bánh xe Bộ vi sai thường được lắp đặt cùng với truyền lực cuối, hay còn gọi là cầu xe Chúng ta có thể tìm thấy bộ vi sai ở tất cả các xe hơi và xe tải hiện đại, và đặc biệt ở các xe bốn bánh chủ động

Nhiệm vụ chính của bộ vi sai:

+ Thay đổi tốc độ của các bánh xe (trái, phải) khi xe đi vào đường cong cua + Truyền momen của động cơ tới bánh xe

13 + Đóng vai trò là cơ cấu giảm tốc độ cuối cùng trước khi momen xoắn truyền tới các bánh xe

Loại xe sử dụng cơ cấu vi sai

+ Động cơ ở phía trước: Xe dẫn động phía trước Nên bộ vi sai đặt trước

+ Động cơ ở phía sau: Xe dẫn động bánh sau thông qua trục Các Đăng nên bộ vi sai đặt ở bánh sau

Phân loại cơ cấu Vi sai

Phân loại theo kết cấu - Vi sai bánh răng nón - Vi sai bánh răng trụ - Vi sai trục vít

Phân loại theo Loại Vi sai:

- Loại không có cơ cấu khóa vi sai - Loại có cơ cấu khóa vi sai

Bánh răng cuối cùng và bánh răng vi sai trong thực tế được lắp thành một bộ, như chỉ ra ở hình vẽ và được lắp trực tiếp trong vỏ đỡ vi sai; và sau đó, nó được lắp vào vỏ cầu sau, thân xe hay khung

Ứng dụng:

• Khi xe chạy thẳng

Khi xe ô tô chạy thẳng sẽ tạo ra một lực cản đều nhau, tác động lên cả bánh xe phía bên phải và bên trái Theo đó, 3 bộ phận thuộc cầu xe ô tô là bánh răng vi sai, bánh răng vành chậu và bánh răng bán trục sẽ cùng quay như một khối liền, tiếp đó truyền lực dẫn động đến cả hai bánh xe Cả 2 bánh xe bên phải và bên trái sẽ đều quay cùng với một vận tốc

• Khi xe chạy trên đường vòng

Khi xe chạy trên đường vòng, mỗi bánh xe sẽ di chuyển trên một đường riêng do lực cản tác dụng lên bánh xe bên trong nhiều hơn bánh xe phía bên ngoài Chính vì

14 vậy, bánh xe phía bên trong bị quay với tốc độ chậm hơn so với bánh xe bên ngoài (1)

Thực tế, các bánh xe có cùng tốc độ khi ô tô di chuyển trên trục đường thẳng nên không ảnh hưởng đến độ cân bằng và ổn định Khi xe vào cua, mỗi bánh xe sẽ có tốc độ riêng để đảm bảo độ bám đường Theo đó, bánh xe phía ngoài góc cua sẽ có tốc độ nhanh hơn những bánh còn lại Lúc này, nếu không có bộ vi sai, các bánh xe bị khoá vào nhau dẫn đến tình trạng trượt quay vô cùng nguy hiểm

Một số bộ vi sai hạn chế trượt (LSD) hiện nay:

Dựa vào kết cấu và nguyên lý hoạt động, bộ vi sai được chia thành 4 loại khác nhau

• Bộ vi sai sử dụng khớp nối thủy lực:

Như ở (Hình 4) khớp nối thủy lực là một ly hợp thủy lực truyền mô-men quay bằng sức cản từ độ nhớt của dầu với mục đích hạn chế sự trượt của vi sai Cụ thể, nhờ lực ly tâm của truyền động quay, dầu nhớt bên trong khớp nối thuỷ lực ép đĩa ma sát tạo thành một khối Điều này hạn chế tình trạng bánh xe bị trượt quay, đồng thời cân bằng lực kéo ở giữa hay bánh xe dẫn động

LSD nối khớp thuỷ lực được trang bị phổ biến trên xe hệ dẫn động 4 bánh, một số xe có động cơ đặt trước - bánh xe chủ động FF và xe động cơ đặt sau – bánh xe chủ động FR

15 Hình 3: Khớp nối thuỷ lực bộ vi sai

• Bộ vi sai cảm ứng mô-men xoắn Torsen:

Hình 4: Torsen - bộ vi sai hạn chế trơn trượt cảm ứng mô-men xoắn

LSD cảm ứng mô-men xoắn Torsen gồm hai bộ truyền là trục vít và bánh vít Bánh răng trụ kết nối với hai bộ truyền trục bằng các khớp răng Theo đó, mỗi trục vít được kết nối chặt với một bán trục và không quay được

Bộ vi sai cảm ứng mô-men xoắn Torsen hoạt động nhờ lực kéo mô-men được cung cấp từ hộp số đa cấp Khi xe vận hành, mô-men dẫn động từ bánh răng côn tới bánh răng vành khăn Tiếp đó, vi sai Torsen truyền lực tới các trục vít của hai bán trục nhờ vỏ vi sai và các bánh vít

16 Khi mô-men giữa các bánh xe có sự chênh lệch, trục vít và bánh vít sẽ tự khoá Mức độ tự khóa sẽ phụ thuộc vào góc nghiêng cắt răng của trục vít và bánh vít Cụ thể, khi di chuyển vào cua, các bánh răng trụ và bánh vít sẽ tự khóa giúp cân bằng tốc độ quay Lúc này tốc độ quay bánh xe bị hạn chế, độ bám đường cao hơn Ngược lại, khi chạy trên đường thẳng, các bánh xe chủ động cùng tốc độ quay nên mô-men xoắn được phân phối đồng đều tới hai bán trục Các bánh vít và bánh răng phụ không quay cùng nhau nên không có tình trạng tự khoá

• Bộ vi sai cảm ứng mô-men xoắn kiểu ma sát lệch trục:

Bộ vi sai cảm ứng mô-men xoắn kiểu ma sát lệch trục được cải tiến trên nguyên lý hoạt động của vi sai cảm ứng mô-men xoắn Torsen Tuy nhiên, bộ vi sai này có độ dài trụ xoắn tại hai đầu khác nhau, cải thiện sự trượt quay của bánh xe hiệu quả

Hình 5: Bộ vi sai cảm ứng mô-men xoắn kiểu ma sát lệch trục có độ dài trụ xoắn tại hai đầu khác nhau

Quá trình hoạt động của loại vi sai này tạo ra hai lực ma sát Đó là lực giữa đỉnh đầu dài với vỏ hộp vi sai và giữa đầu bánh răng bán trục với đỉnh đầu ngắn của bánh răng hành tinh Cơ chế này giúp kìm hãm hoạt động của bánh răng bán trục, cân bằng mô-men quay, giúp xe vượt qua các đoạn đường trơn trượt

• Bộ vi sai loại nhiều đĩa:

17 Bộ vi sai loại nhiều đĩa gồm nhiều lò xo nén hình trụ được lắp giữa hai bánh răng bán trục Với cấu tạo này vòng đệm được ép chặt vào đĩa ma sát Như vậy, hiện tượng bánh xe trượt quay càng mạnh thì lực ép của lò xo lên các đĩa ma sát càng lớn, bộ vi sai hạn chế trượt hoạt động hiệu quả, xe vượt qua địa hình xấu dễ dàng

Hình 6: Bộ vi sai hạn chế trơn trượt loại nhiều đĩa

Bộ vi sai có nhiệm vụ cải thiện khả năng bám đường của xe, hỗ trợ khi ô tô vào cua hoặc di chuyển trên đường trơn trượt Vì thế, lái xe cần thường xuyên bảo dưỡng bộ vi sai bằng cách tra dầu bôi trơn, điều chỉnh khe hở của bánh răng vi sai nhằm mang đến sự an toàn trong vận hành

1.3 Phân tích vật liệu chi tiết bánh răng

Vật liệu chế tạo răng thường được chia thành 2 nhóm:

• Nhóm 1 : độ rắn HB < 350, bánh răng thường được thường hóa hoặc tôi cải thiện.Nhờ độ rắn thấp nên có thể cắt răng chính xác sau khi nhiệt luyện, đồng thời bộ truyền có khả năng chạy mòn

• Nhóm 2 : có độ rắn HB >350 , bánh răng thường được tôi thể tích , tôi bề mặt, thấm cacbon ,thấm nito dùng các nguyên công tu sửa đắt tiền như mài,mài nghiền v.v Răng chạy mòn rất kém do đó phải nâng cao độ chính xác chế tạo , nâng cao độ cứng của ổ trục.Tuy nhiên khi dùng vật liệu nhóm 2 thì ứng suất

18 tiếp xúc có thể tăng tới 2 lần và nâng cao khả năng tải của bộ truyền cũng như tăng tới 4 lần so với thép thường hóa hoặc tôi cải thiện

Đối với hộp giảm tốc chịu công suất trung bình hoặc nhỏ ,chỉ cần chọn vật liệu nhóm 1, đồng thời chú ý răng để tăng khả năng chạy mòn của răng ,nên nhiệt luyện bánh răng lớn đạt độ rắn thấp hơn độ rắn bánh răng nhỏ từ 10 đến 15 đơn vị : H1 > H2 + (10 … 15 ) HB

Với công suất lớn có thể chọn vật liệu bánh nhỏ là thép nhóm 2, bánh lớn nhóm 1 hoặc cả 2 đều thuộc nhóm 2, khi đó nhiệt luyện 2 bánh như nhau và đạt độ rắn bằng nhau

- Chọn vật liệu bánh răng nhỏ tốt hơn bánh răng lớn vì số chu kỳ làm việc của bánh răng nhỏ nhiều hơn bánh răng lớn

- Chọn vật liệu bánh răng cấp chậm tốt hơn cấp nhanh vì momen trên các trục của cấp chậm lớn hơn cấp nhanh, do vậy tải trọng lên các răng lớn hơn cấp nhanh

Ngày nay tùy theo mục đích sử dụng và môi trường làm việc mà lựa chọn các vật liệu như: C45, hay 40X, 20X, vì các vật liệu này dễ tôi thấm và đạt được các độ cứng như yêu cầu Ngoài ra vật liệu bánh răng còn được làm nhiều bằng Nhựa, hợp kim, hay Nhôm,

20HN3A - là thép hợp kim kết cấu crom-niken dùng cho ngành hàng không, đường bộ, đường thủy, để cải thiện nhiệt nhằm mục đích sản xuất các bộ phận hạng nặng theo tiêu chuẩn pn-72/𝑐𝑚3

19

Bảng 1: Thành phần hóa học thép 20HN3A

1.4 Xác định dạng sản xuất

Trục bánh răng trong bộ vi sai:

- Khối lượng gia công trong 1 năm – 20000

- Kích thước bao của chi tiết, L=692 mm, D=38,5 mm - Vật liệu: 20HN3A

- Phôi: trục thép

Dạng sản xuất là một khái niệm đặt trương có tính chất tương đối tổng hợp giúp xác định hợp lý đường lối biện pháp công nghệ, và tổ chức sản xuất để tạo ra được sản phẩm đạt tiêu chuẩn kinh tế, kỉ thuật đề ra

- Trong ngành chế tạo máy tùy theo sản lượng hàng năm và mức độ ổm 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

20

- Với nhu cầu 20000 chiếc/năm Để đáp ứng được nhiệm vụ thiết kế khi gia công cho đúng kế hoạch đề ra phải xác định đúng dạng sản xuất cho phù hợp Sản lượng hàng năm được xác định theo công thức:

N: Số chi tiết được sản xuất trong một năm;

N1: Số sản phẩm (số máy) được sản xuất trong 1 năm; m: số chi tiết trong 1 sản phẩm;

 : số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ (5% -7%) 𝛂:số phần trăm dự trữ cho chi tiết (𝛂 = 𝟏𝟎% − 𝟐𝟎%)

Do việc đề ra 20000 chiếc trên năm tương ứng với việc sản xuất ra 21000 chiếc ta thấy số lượng sản phẩm làm ra nhiều hơn kế hoạch đề ra 1000 chiếc Do đó để xác định được số lượng chi tiết trên nguyên tắt số sản phẩm không bị phế phẩm trình tự ta phải xác định được thể tích và khối lượng của chi tiết đó

21

Chương II: PHẦN CÔNG NGHỆ 2.1 Yêu cầu kỹ thuật của chi tiết

Theo phân loại chung của các bộ phận chế tạo bánh răng, loại phôi để tiến hành sản xuất và chế tạo là các thanh dạng tròn

Chi tiết có một dạng răng vòng xoắn ốc bên ngoài (z = 15), modul (m=8,5), cổ ổ trục trơn, cổ rãnh và trục ren theo Hình 2.1 Bánh răng có cấp chính xác thứ 7 Bánh răng truyền động được lắp trên các ổ trục côn, được bắt vít vào vỏ trục sau Để đảm bảo rằng bộ phận được lắp đặt mà không bị biến dạng và do đó các điều kiện bình thường để ăn khớp với bánh răng dẫn động là Ø60 0,010 cuối của đầu được mài đồng thời, điều này giúp loại bỏ độ lệch trục của 2 cổ và giảm độ đảo của phần cuối Chất lượng của lớp bề mặt được quy định bởi độ cứng của bánh răng HRC 58…61 Bảo vệ bề mặt giới hạn bởi kích thước D khỏi vữa Độ cứng lõi răng HRCE 29…44 Trên các bề mặt được đánh bóng, cho phép giảm độ sâu của lớp xi măng xuống 0,9 mm

Lỗi hình dạng được giới hạn bởi dung sai tròn (0,01) và biên dạng dung sai

80++ và Ø65; dung sai chạy xuyên tâm (0,019) mặt cuối, dung sai hướng tâm (0,04) đường kính ngoài của cổ nẹp Ø 0,010

029,0

60−− và dung sai độ đảo hướng tâm (0,06) của khoảng cách tâm và răng trước khi xử lý nhiệt khi lắp dọc theo trục của chi tiết, Để tránh tự nới lỏng, các lỗ được khoan trên thân có ren để lắp các chốt khóa Phương pháp cắt răng là một phía Các cạnh sắc của bề mặt G phải được làm cùn dọc theo toàn bộ chiều dài của răng với bán kính không quá 1

22 mm hoặc mặt vát không quá 1 mm, 45º Độ nhám bề mặt của các mặt chi tiết là 1,6 µm

Hình 7: Bản vẽ chi tiết gia công (trục bánh răng)

2.1 Phương pháp chế tạo phôi trục bánh rang

Để chọn phương pháp chế tạo phôi ta dựa vào các yếu tố sau: − Hình dạng kích thước của chi tiết máy

− Sản lượng hoặc dạng sản xuất − Điều kiện sản xuất của xí nghiệp

Đúc trong khuôn cát

Đúc mẫu gổ làm khuôn bằng tay: phương pháp này có độ chính xác kích thước thấp vì quá trình làm khuôn có sự xê dịch của mẩu trong chất làm khuôn và sai số chế tạo mẫu năng xuất thấp vì quá trình thực hiện bằng tay Do đó nó chỉ dung

23 trong sản xuất đơn chiếc hoặc đúc những chi tiết có trọng lượng lớn như máy, thân máy của các máy cắt gọt kim loại

- Đúc mẫu gổ làm khuôn bằng máy: phương pháp này có năng xuất và độ chính xác

cao hơn phương pháp trên vì đảm bảo sự đồng nhất của khuôn giảm sai số do quá trình làm khuôn gây ra Muốn khuôn ép sát người ta có thể dùng đầm hơi hay dùng phương pháp rung động để dầm khuôn Phương pháp này dùng trong sản xuất hàng loạt nhỏ với trọng lượn chi tiết không lớn lắm sai số chủ yếu do mẫu gây ra

- Đúc mẫu kim loại làm khuôn bằng máy: phương pháp này có năng xuất và độ chính xác cao hơn các phương pháp trên vì đảm bảo sự đồng nhất của khuôn giảm sai số do quá trình làm khuôn gây ra Người ta dùng đầm hơi hoặc dùng phương pháp rung động để dầm khuôn Phương pháp này dùng trong xuất hàng loạt vừa trở lên

Tùy theo các phương pháp đúc khác nhau mà vật đúc có thể đạt được

những cấp chính xác khác nhâu theo tiêu chuẩn liên xô GOST 855-55 và 2009-55 vật đúc được chia làm 3 cấp chính xác:

Vật đúc cấp chính xác III thường đạt đượctrong điều kiện sản xuất đơn

chiếc độ chính xác của nó tương ứng với cấp chính xác 14 đối với kích thước <500mm và tươngđương cấp chính xác 15-16 đối với vật đúc có kích thước > 500mm

Vật đúc cấp chính xác II thường đạt đượctrong điều kiện sản xuất hàng loạt nó tươngứng với cấp chính xác 13-14 đối với vật đúc có kích thước <500mm và tương đương cấp chính xác 14-15 đối với vật đúc có kích thước > 500mm Vật đúc cấp chính xác I đạt được trong điều kiện sản xuất loạt lớn và sản xuất khối nó tương đương với cấp chính xác 12

Đúc trong khuôn kim loại

Sản phẩm đúc có có kích thước chính xác cơ tính cao Phương pháp này sản xuất cho hàng loạt lớn và hàng khối Vật đúc có khối lượng nhỏ khoảng 12 kg hình dạng vt Đúc không phức tạp và không có thành mỏng

Đúc khuôn kim loại hay còn gọi là đúc khuôn v nh cửu (permanent casting) khuôn làm bằng kim loại giống nhƣ đúc áp lực Do tuổi thọ của khuôn dùng được lâu nhiều lần

nên còn gọi là khuôn v nh cửu Đúc khuôn kim loại phù h p với các vật đúc lớn hơn so với đúc áp lực khoảng 10kg tất nhiên đặc biệt có thể cao hơn 20kg th m chí là 50kg và

24

đi kèm là giá thành sẽ cao hơn

Đúc khuôn kim loại lực để đẩy kim loại vào trong khuôn chính là trọng lực của kim loại lỏng với yếu tố khuôn kim loại nên sẽ có tốc độ nguội nhanh Do vậy đúc

khuôn kim loại cho ta sản phẩm có cơ tính rất cao vật đúc hoàn hảo hơn nhưng cũng được áp dụng với những kim loại có độ chảy loãng cao và có khả năng chống nứt nóng Cơ tính của các chi tiết đúc bằng Phương pháp đúc áp lực được cải thiện đáng kể khi kết hợp các Phương pháp nhiệt luyện Nếu yêu cầu cao có thể áp dụng các Phương pháp sử lí trong dung dịch đặc biệt ở nhiệt độ cao sau đó tôi và hoá già tự nhiên hoặc hoá già nhân tạo Với các chi tiết đúc nhỏ khi đúc sẽ có tốc độ nguội nhanh thì không cần sử lí nhiệt do khi nguội nhanh tổ chức hạt sẽ rất nhỏ mịn và cơ tính rất cao

Loại phôi này có cấp chính xác: IT13 - IT17 Độ nhám bề mặt: Rz = 40µm

Đúc ly tâm

Áp dụng vật đúc tròn xoay do có lực ly tâm khi rót kim loại lỏng và khuôn quay kết cấu của vật thể chặt chẻ hơn nhưng không đồng đều từ ngoài vào trong

Đúc li tâm đúc li tâm là một dạng khác để đƣa kim loại lỏng vào khuôn huôn được làm bằng kim loại đặt trên máy đúc li tâm hi khuôn đang quay tròn, hệ thống rót được thiết kế sẵn rót kim loại vào khuôn Với lực quay li tâm sẽ giới hạn chiều dày vt đúc đúng như thiết kế với sự hỗ trợ của lực li tâm kim loại sẽ xít chặt Tuy nhiên đúc li tâm sẽ chỉ áp dụng cho các chi tiết có dạng tròn nhƣ dạng tang trống Nhưng đổi lại cơ tính của vật đúc sẽ được cải thiện đáng kể vì có lực li tâm và khuôn kim loại nên tổ chức nhỏ mịn

Đúc áp lực

Áp dụng với các chi tiết có hình dạng phức tạp phương pháp này cho ta độ chính xác cao cơ tính tốt Phương pháp đúc ly tâm và các Phương pháp khác có những nhược điểm mà Phương pháp đúc áp lực có thể khắc phục đƣ c Do đó thường áp dụng cho dạng sản xuất hàng loạt lớn và hàng loạt khối và áp dụng đối với các chi tiết nhỏ

Đúc liên tục

Đúc liên tục là Phương pháp đúc đang được áp dụng phổ biến trong các nhà máy đặc biệt là với các nhà máy đúc nhôm do tính hiệu quả của nó Hợp kim nhôm được rót vào hệ khuôn đặc biệt: những khuôn đúc làm nguội đúc ra các sản phẩm là các thanh các tấm nhôm có kich thước tuỳ (lên tới 200x1000mm) tiếp theo dây chuyền đúc liên tục là các dây truyền cán dập liên tục

25

Kết Luận:

Với chi tiết đã cho có dạng tròn xoay dạng sản xuất hàng loạt lớn thì

Phương pháp tạo phôi bằng đúc ly tâm với khuôn bằng kim loại là hiệu quả nhất Vật đúc có độ chính xác đạt cấp chính xác II (Trang 168 – Sổ tay công nghệ CTM tập 1)

Hình 8: bản vẽ phôi chưa gia công

2.2 Lựa chọn đồ gá trục bánh răng

Dựa trên phân tích bản vẽ và các yêu cầu kỹ thuật, chúng tôi kết luận rằng các cơ sở thiết kế là trục của bộ phận và phần cuối của đầu Độ chính xác gia công cần thiết có thể đạt được với sự lựa chọn đúng đắn của cơ sở bộ phận Trong trường hợp này, cần phải tuân thủ nguyên tắc bất biến của các căn cứ, tức là việc sử dụng các bề mặt giống nhau cho tất cả các hoạt động gia công của bộ phận Đế công nghệ là trục của chi tiết, các cổ trụ Ø60 mm và Ø80 mm và mặt cuối của cổ Ø80 mm Điều này cho phép bạn duy trì dung sai của vị trí tương đối của các bề mặt Để giảm sai lệch không gian ở vị trí của các đế công nghệ được sử dụng trong quá trình gia công tiếp theo, chúng phải được xử lý trong các nguyên công đầu tiên được thực hiện từ các đế gia công thô với một thiết lập phôi Các hoạt động gia công cuối cùng, trong đó các yêu cầu quan trọng về mặt cấu trúc đối với bộ phận

26 cuối cùng được hình thành, phải được thực hiện từ các cơ sở công nghệ được thiết kế Bộ cơ sở và sơ đồ lắp đặt được sử dụng ở các giai đoạn xử lý chính của thiết bị truyền động được trình bày trong Bảng 2

Bảng 2: Gia công và chọn đồ gá

Tên gia công theo công đoạn của

1 Giai đoạn 1

Chuẩn bị các cơ sở hoàn thiện - các lỗ trung tâm với việc xử lý đồng thời các đầu

2 Giai đoạn 2

Chuẩn bị lỗ công nghệ

N1: sản lượng cơ khí chi tiết cần chế tạo trong một năm N: sản lượng kế hoạch trong năm chi tiết cần chế tạo N= 20000 ct/năm

Β: hệ số % dự trữ đề phòng mất mát, bảo quản (β=5-7%) Chọn β=6% Nck = 20000×(1+ 6

100) = 21200(ct/năm)

29 Bảng 3: phương pháp và thứ tự gia công

01 Phay bề mặt 2 bên trục và định tâm

Máy phay tự động

30

bán tự động

31

11 Rửa

2.5 Tính toán thông số gia công

Tính toán các thông số gia công:

Điều kiện cắt cho quá trình chuyển đổi 1 của hoạt động 005 “Phay và định tâm cả hai đầu 1”

32

Chuyển đổi 1

Hình 10: sơ đồ phay và định tâm

Dữ liệu ban đầu:

33 V = 233 m/phút

𝑡0= 0,014 - thời gian chính

Định tâm:

Căn giữa các đầu ở cả hai bên cùng một lúc, giữ kích thước Ø4 mm,10 ± 0,2 mm Dữ liệu ban đầu:

Vật liệu của bộ phận là thép 20HN3A Chiều dài cắt - Lcắt = 10 mm;

Đường kính gia công - d = 4mm;

Dụng cụ - mũi khoan định tâm TCVN 4276 :1986

2.6 Tính toán thời gian gia công

Thời gian từng phần của hoạt động được xác định theo công thức:

ttổng = tc + tp + tpv + tdv + tn Trong đó tc - thời gian chính, tp - thời gian phụ, tpv - thời gian phục vụ, tdv – thời gian dịch vụ, tn - thời gian nghỉ

Thời gian chính là tổng thời gian hoạt động của máy thời gian xử lý lỗi tl tại mỗi quá trình chuyển đổi, đó là: tc=tм

tc = tм + tl = 0,014+0,12 = 0,134 phút

34 Thời gian phục vụ là tpv bao gồm thời gian tiếp cận công việc là tpv1 tại mỗi chuyển đổi được thực hiện, thời gian để trở lại vị trí ban đầu tpv2 tại mỗi chuyển đổi đã thực hiện và thời gian dành cho việc tháo và lắp phôi mới tpv3 sau khi hoàn thành và bắt đầu hoạt động, tương ứng

tpv =100/4500 + 200/4500+300/4500+0,35 = 0,48 phút Trong đó thời gian thay phôi được lấy tpv3 = 0,35 = 0,35 phút Thời gian hoạt động là: Thời gian mảnh cho hoạt động 010

Thời gian chính là tổng thời gian của thời gian xử lý máy chính tm ở mỗi lần chuyển tiếp, nghĩa là: t0= tм