Chi tiết gia công có tên gọi là thân vỏ hộp giảm tốc trục vít, bánh vít. Công dụngcủa nó là nơi để lắp trục vít bánh vít ổ lăn vào đúng vị trí để có thể làm việc. Thânhộp này có tác dụng giữ cho trục vít và bánh vít tự xoay quanh trục của chính mìnhđể có thể làm việc. Đây là bộ truyền ăn khớp trực tiếp dùng để truyền chuyển độnggiữa 2 trục chéo nhau góc 90 độ. Trong khi làm việc trục vít xoay tạo lực đẩy lêncác răng của bánh vít làm nó xoay theo. Bộ truyền bánh vít trục vít là bộ truyền cótính tự hãm nên bộ truyền này thường xử dụng trong các máy nâng chuyển,….Điều kiện làm việc: Vì đây là phần vỏ hộp nên có điều kiện làm việc là:Do bộ truyền trục vít bánh vít khi hoạt động sẽ sinh ra lực dọc trục và bộ tuyềnnày thường được lắp trong các máy nâng hạ nên thường chịu áp lực khi làm việc.Đây là bộ truyền có ma sát giữa hai bề mặt ren trục vít và răng bánh vít cao nên cónhiệt độ cao và cần thêm chất bôi trơn hỗ trợ quá trình làm việc bền bỉ, lâu dài.Chi tiết gia công phải chịu được rung động trong quá trình làm việc.
Phân tích công d ụng và điề u ki ệ n làm vi ệ c c ủ a chi ti ế t gia công
Thân vỏ hộp giảm tốc trục vít và bánh vít là chi tiết gia công quan trọng, có chức năng lắp đặt trục vít và bánh vít ổ lăn vào đúng vị trí để hoạt động hiệu quả Bộ phận này giúp giữ cho trục vít và bánh vít xoay quanh trục của chính mình, cho phép truyền động giữa hai trục chéo nhau ở góc 90 độ Khi trục vít xoay, nó tạo ra lực đẩy lên các răng của bánh vít, khiến bánh vít xoay theo Bộ truyền bánh vít trục vít có tính tự hãm, nên thường được sử dụng trong các máy nâng chuyển Điều kiện làm việc của phần vỏ hộp này rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất hoạt động.
Bộ truyền trục vít bánh vít tạo ra lực dọc trục trong quá trình hoạt động, do đó thường được lắp đặt trong các máy nâng hạ, nơi mà chúng phải chịu áp lực lớn khi làm việc.
Bộ truyền này sử dụng ma sát giữa bề mặt ren trục vít và răng bánh vít, dẫn đến nhiệt độ cao trong quá trình hoạt động, do đó cần bổ sung chất bôi trơn để đảm bảo hiệu suất làm việc bền bỉ và lâu dài Ngoài ra, các chi tiết gia công cũng phải có khả năng chịu đựng rung động trong suốt quá trình hoạt động.
Phân tích v ậ t li ệ u ch ế t ạ o chi ti ế t gia công
Với điều kiện làm việc của chi tiết gia công ta thấy vật liệu là Gang xám (GX 15-
32) (tra ở [3] trang 31) với các tính chất của vật liệu như sau:
Gang xám là loại gang có chứa graphit hình tấm, tạo nên bề mặt gãy màu xám Đặc điểm nổi bật của graphit dạng tấm là độ bền thấp và bề mặt lớn, gây ra các vết nứt rỗng trong nền kim loại (thép) và làm giảm độ bền kéo do sự tập trung ứng suất ở các đầu nhọn của tấm graphit Mặc dù cấu trúc này ảnh hưởng tiêu cực đến độ bền kéo, nhưng lại ít tác động đến độ bền nén, với giới hạn bền nén của gang xám không thua kém thép Chính tổ chức graphit tấm là nguyên nhân chính dẫn đến cơ tính thấp của gang xám.
Công dụng tính công nghệ:
GX 15-32 là loại gang có cơ tính trung bình, thường được sử dụng để chế tạo các chi tiết chịu tải trung bình như vỏ hộp giảm tốc, thân máy bơm, thân motor, cacte và mặt bích.
Phân tích k ế t c ấ u hình d ạ ng chi ti ế t gia công
Chi tiết gia công đóng vai trò quan trọng trong việc nâng đỡ các chi tiết khác và chứa dầu bôi trơn cho bộ truyền trục vít, bánh vít Thân hộp được cố định vào mặt bích lắp ghép bằng 4 bu lông, cho thấy đây là một chi tiết thuộc dạng hộp.
-Bề mặt cần quan tâm khi gia công là:
Lỗ ∅35 được thiết kế để lắp vòng bi cho bánh vít, với vòng bi 6202 của hãng NSK được lựa chọn Do dây là bộ truyền trục vít bánh vít, quá trình truyền động sẽ tạo ra lực dọc trục.
Giải thích kí hiệu ổlăn :
-Ổlăn có kí hiệu là 6202
+02 là đường kính để lắp với trục là 15mm
Với cấp chính xác trên ổkhông đóng số nên chọn cấp P0 hoặc P6 (???/)
Lỗ ∅30 được thiết kế để lắp vòng phốt cho trục bánh vít, có chức năng giữ dầu bên trong vỏ hộp Khi trục bánh vít và trục vít hoạt động, vòng phốt cao su sẽ ôm sát vào trục, ngăn chặn dầu rò rỉ ra ngoài.
Hình 1.1 Chi tiết gia công khi hoạt động sẽ lắp kiểu như trên hình 1.1
- 2 lỗ ren M40 sẽ lắp một nắp kín và 1 nắp hởđể trục bánh vít đưa ra ngoài nối với bộ phận truyền tải
Lỗ ren M70 sẽ được lắp nắp chắn có chứa ổ lăn, kết nối với bánh vít Phần trục bánh vít sẽ được đưa ra ngoài qua lỗ ∅30, kết nối với bộ phận nhận tải.
-Lỗ RC 1/8”dùng để xả dầu khi đã tới thời gian bảo trì, sữa chữa.
Phân tích độ chính xác gia công
Độ chính xác c ủa kích thướ c
Kích thước có chỉ dẫn dung sai
Vòng ngoài của ổ lăn chịu tải cục bộ do trục kết nối với vòng trong và trục xoay, vì vậy cần lựa chọn kiểu lắp ghép trung gian là lắp khít H/js để đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu.
Tra bảng 4-3 trang 83 [1] ta được miền dung sai lắp ghép cho ổ lăn với lỗ của thân là ∅35 → với miền dung sai kích thước lỗ ∅35H7 → ∅35 +0,025 mm (Tra bảng 2.10 trang 19 [1])
Kích thước danh nghĩa: DN = 35
Dung sai kích thước : ITD = ES – EI = 0,025 – 0 = 0,025 Độ chính xác vềkích thước đường kính lỗ đạt cấp chính xác 7
Lỗ∅30 được thiết kế để lắp vòng phốt cao su cho trục và thân hộp, nhằm ngăn chặn hiện tượng xì dầu bôi trơn Chúng tôi chọn phương pháp lắp ghép có độ dôi để đảm bảo hiệu quả trong việc giữ kín dầu.
-Ta chọn kiểu lắp là lắp ép H/p (Tra 2.4.3 trang 23 [2] )
-Miền dung sai kích thước ∅30 →Với miền dung sai kích thước lỗ∅30H7 →
Kích thước danh nghĩa: DN = 30
Dung sai kích thước : ITD = ES – EI = 0,021 – 0 = 0,021 Độ chính xác vềkích thước đường kính lỗ đạt cấp chính xác 7
Kích thước 40 mm là khoảng cách giữa hai tâm của trục vít và bánh vít, và để đảm bảo bộ truyền trục vít bánh vít hoạt động hiệu quả, cần chọn cấp chính xác cho kích thước này là cấp 8, với độ chính xác là 40±0,02 mm.
Kích thước danh nghĩa: DN = 40
Dung sai kích thước : ITD = ES – EI = 0,02 + 0,02 = 0,04 Độ chính xác vềkích thước đạt cấp chính xác 8
-Kích thước khoảng cách 73 là kích thước giữa mặt bích của ren M70x1,5 và mặt chuẩn nên chọn cấp 9 →kích thước khoảng cách 73±0,074 ( Tra bảng 2.2 trang 7
Kích thước danh nghĩa: DN = 73
Dung sai kích thước : ITD = ES – EI = 0,037 + 0,037 = 0,074 Độ chính xác vềkích thước đạt cấp chính xác 10
-Vì để dễ đo kiểm nên làm tròn dung sai của kích thước này là: 73±0,04
-Kích thước 90 là khoảng cách giữa 2 mặt bích của ren M40x1.5
Chọn cấp chính xác cấp 9 → kích thước khoảng cách 90±0,0435mm (Tra bảng 2.2 trang 7 [1] )
Kích thước danh nghĩa: DN = 90
Dung sai kích thước : ITD = ES – EI = 0,0435+0,0435 = 0,087 Độ chính xác vềkích thước đạt cấp chính xác 8
Vì để tiện cho việc đo kiểm nên lấy dung sai cho kích thước này là 90±0,04
-Kích thước 45 là khoảng cách từ mặt chuẩn đến tâm lỗ ren M40
Chọn cấp chính xác cấp 8 ->kích thước khoang cách 45±0,02 mm (Tra bảng 2.2 trang 7 [1] )
Kích thước danh nghĩa: DN = 45
Dung sai kích thước : ITD = ES – EI = 0,02+0,02 = 0,04 Độ chính xác vềkích thước đạt cấp chính xác 8
-Ren M70 để lắp ghép với phần nắp có chứa ổlăn là ren có cấp chính xác 6H với chiều dài vặn ren là 8mm -> M70 x 1,5 – 6H – 8
+Với cấp chính xác 6H (Tra bảng 4.27 trang 106 [1] )
D2: ES=+0,212mm, EI=0 ; D1: ES=+0,3 mm, EI=0
-Ren M40 để lắp ghép 2 nắp chặn ở 2 bên có chứa ổ lăn nên chọn là ren có cấp chính xác 6H với chiều dài vặn ren là 10 mm -> M40 x 1,5 -6H – 10
+Với cấp chính xác 6H (Tra bảng 4,27 trang 106 [1] )
D2: ES=+0,2mm, EI=0 ; D1: ES=+0,3 mm, EI=0
Kích thước không chỉ dẫn dung sai
Kích thước khoảng cách giữa hai bề mặt chưa gia công cần phải được xác định rõ ràng và tuân thủ dung sai cấp chính xác 16, hoặc CCX phôi, tùy thuộc vào loại phôi và phương pháp chế tạo.
Kích thước ∅ 94 cấp chính xác 16 (bảng 2.2 trang 7 [1] ) ta được IT = 2,2 mm Kích thước đầy đủ 94 ±1,1 mm
Kích thước 88 cấp chính xác 16 (bảng 2.2 trang 7 [1] ) ta được IT = 2,2 mm Kích thước đầy đủ 88 ±1,1 mm
Kích thước 147 cấp chính xác 16 (bảng 2.2 trang 7 [1] ) ta được IT = 2,5 mm Kích thước đầy đủ 147±1,25mm
Kích thước R38 cấp chính xác 16 (bảng 2.2 trang 7 [1] ) ta được IT = 1,6 mm Kích thước đầy đủ 38±0,8mm
Kích thước 40 cấp chính xác 16 (bảng 2.2 trang 7 [1] ) ta được IT = 1,6 mm Kích thước đầy đủ 40±0,8 mm
Kích thước 23 cấp chính xác 16 (bảng 2.2 trang 7 [1] ) ta được IT = 1,3 mm Kích thước đầy đủ 23±0,65 mm
Kích thước 48 cấp chính xác 16 (bảng 2.2 trang 7 [1] ) ta được IT = 1,6 mm Kích thước đầy đủ 48±0,8 mm
❖ Kích thước khoảng cách giữa 1 bề mặt gia công và 1 bề mặt không gia công không chỉ dẫn dung sai lấy cấp chính xác 14
Kích thước 12 cấp chính xác 14 (bảng 2.2 trang 7 [1] ) ta được IT = 0,43 mm Kích thước đầy đủ 12±0,125
Kích thước 57 cấp chính xác 14 (bảng 2.2 trang 7 [1] ) ta được IT = 0,74 mm Kích thước đầy đủ 57±0,37
Kích thước 47 cấp chính xác 14 (bảng 2.2 trang 7 [1] ) ta được IT = 0,62 mm Kích thước đầy đủ 57±0,31
❖ Kích thước khoảng cách giữa 2 bề mặt gia công không chỉ dẫn dung sai lấy cấp chính xác 12
Kích thước 125 cấp chính xác 12 (bảng 2.2 trang 7 [1] ) ta được IT = 0,4 mm Kích thước đầy đủ 125 ± 0,2 mm
Kích thước 70 cấp chính xác 12 (bảng 2.2 trang 7 [1] ) ta được IT = 0,3 mm Kích thước đầy đủ 70 ± 0,15 mm
Kích thước 28 cấp chính xác 12 (bảng 2.2 trang 7 [1] ) ta được IT = 0,21 mm Kích thước đầy đủ 28 ± 0,105 mm
Kích thước 18 cấp chính xác 12 (bảng 2.2 trang 7 [1] ) ta được IT = 0,18 mm Kích thước đầy đủ 18 ± 0,09 mm
Kích thước 16 cấp chính xác 12 (bảng 2.2 trang 7 [1] ) ta được IT = 0,18 mm Kích thước đầy đủ 16 ± 0,09 mm.
Độ chính xác v ề hình dáng hình h ọ c
Không có YCKT nào đặc biệt về hình dáng hình học trong CTGC này.
Độ chính xác v ề v ị trí tương quan
-Dung sai độ vuông góc của 2 đường tâm trục vít và bánh vít là 0,025 mm
-Dung sai độ thẳng của 2 đường tâm lỗ ren M40 là 0,02
-Dung sai độ vuông góc của mặt đầu lỗ ren M40 so với tâm lỗ là 0,025
Ch ất lượ ng b ề m ặ t
-Bề mặt lỗ ∅35 dùng để lắp ổ lăn nên có độ nhám Ra 1.6 cấp 6
-Bề mặt ∅30 dùng để lắp vòng phớt dầu có độ nhám Ra1.6 cấp 6
-Bề mặt chuẩn có độ nhám Ra 3.2 cấp 5
Bề mặt bích ren M70 được thiết kế với độ nhám Ra 3,2, giúp tối ưu hóa khả năng lắp ghép với nắp Khi lắp đặt, việc sử dụng keo dán là cần thiết để đảm bảo rằng dầu không bị rò rỉ trong quá trình hoạt động, đạt tiêu chuẩn cấp 5.
Bề mặt bích của ren M40 có độ nhám Ra 3,2, thiết kế để lắp với nắp và sử dụng keo dán nhằm ngăn chặn hiện tượng dầu rò rỉ trong quá trình hoạt động, đạt tiêu chuẩn cấp 5.
yêu c ầ u v ề cơ lí tính
-Do nhu cầu làm việc nên chi tiết không có yêu cầu về độ cứng, nhiệt luyện.
k ế t lu ậ n
-Ta chú ý các yckt sau của chi tiết gia công
Dung sai kích thước cao nhất là ∅35 +0.025 đạt cấp chính xác 7
Dung sai kích thước cao nhất là ∅30 +0.021 đạt cấp chính xác 7
-Dung sai độ vuông góc của 2 đường tâm trục vít và bánh vít là 0,03 mm
-Dung sai độ vuông góc của mặt đầu lỗ ren M40 so với đường tâm lỗ là 0,025 Độ nhám bề mặt cao nhất đạt cấp 6, Ra = 1.6.
xác đị nh s ản lượ ng h ằng năm
Dùng phần mềm creo parametric tính toán ta được khối lượng của CTGC như sau:
- Vậy khối lượng CTGC là: Mct = 1,9 kg
- Dựa vào dạng sản xuất hàng loạt vừa và khối lượng CTGC ( [2], tra bảng 1.2 trang 10)
- Ta được sản lượng hàng năm là 500 – 5000 chiếc
Q: Khối lượng của chi tiết
Sản lượng hàng năm của chi tiết (chiếc) Đơn chiếc < 5 < 10 < 100
Phần 2 CHỌN PHÔI, PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ XÁC ĐỊNH
Ch ọ n phôi
Trong chế tạo cơ khí, ba loại phôi chính được sử dụng là phôi cán, phôi rèn và phôi đúc Bên cạnh đó, phôi hàn và phôi dập cũng được áp dụng trong một số trường hợp cụ thể.
Phôi cán là sản phẩm được sản xuất tại nhà máy luyện kim liên hợp, sử dụng để chế tạo trực tiếp các chi tiết thông qua phương pháp gia công có phôi trên các máy cắt gọt kim loại.
Cán là quá trình cho phôi đi qua khe hở giữa hai trục cán quay ngược chiều, dẫn đến biến dạng dẻo của phôi Kết quả của quá trình này là chiều dày của phôi giảm, trong khi chiều dài tăng lên đáng kể Hình dạng mặt cắt của phôi cũng thay đổi theo hình dạng khe hở giữa hai trục cán.
Sản phẩm được sản xuất bằng phương pháp cán có ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như cơ khí, xây dựng và giao thông vận tải Dựa vào hình dáng của sản phẩm, chúng có thể được phân loại thành bốn nhóm chính: hình, tấm, ống và đặc biệt.
Sản phẩm cán hình: được chia thành hai nhóm:
Nhóm thông dụng có prôfin đơn giản (tròn, vuông, hình chữ nhật, lục giác, chữ U, chữ T,…)
Nhóm đặc biệt có prôfin phức tạp, dùng cho những mục đích nhất định (đường ray, các dạng đặc biệt dùng trong ôtô, máy kéo, trong ngành xây dựng…)
Sản phẩm cán tấm: được chia thành hai nhóm theo chiều dày:
- Tấm dày có chiều dày trên 4mm
- Tấm mỏng có chiều dày dưới 4mm
Sản phẩm cán ống được phân loại thành hai loại chính: loại không có mối hàn và loại có mối hàn Bên cạnh đó, sản phẩm cán đặc biệt bao gồm các loại bánh xe, bánh răng, bi, và các vật cán có prôfin chu kỳ.
Phôi rèn: Khởi phẩm của phôi rèn là những thỏi thép đúc hay phôi cán.
Phôi rèn có kết cấu bền chặt hơn so với phôi cán, vì vậy nó thường được sử dụng cho các trục quan trọng như trục chính của máy cắt kim loại và trục khuỷu của động cơ đốt trong Mặc dù chi phí gia công phôi cán có thể thấp hơn, nhưng độ bền và độ tin cậy của phôi rèn là yếu tố quyết định trong việc lựa chọn cho các ứng dụng quan trọng này.
Phương pháp rèn bao gồm rèn tự do và rèn khuôn, cho phép tạo ra các chi tiết rèn có hình thù đơn giản với mép dư lớn, có trọng lượng lên đến 250T Đối với các vật rèn có hình dáng phức tạp, quá trình rèn có thể sử dụng nhiều khuôn, từ đơn giản đến phức tạp, cho đến khi đạt được hình dáng mong muốn Rèn khuôn có độ chính xác và năng suất cao hơn so với rèn tự do, vì vậy nó được áp dụng rộng rãi trong sản xuất hàng loạt.
Phôi đúc là sản phẩm được chế tạo bằng phương pháp đúc, một kỹ thuật phổ biến hiện nay Phương pháp này cho phép tạo ra các phôi có hình dạng kết cấu phức tạp và kích thước đa dạng, từ nhỏ đến lớn, điều mà các phương pháp khác như rèn hay dập khó có thể thực hiện.
Cơ tính và độ chính xác của phôi đúc phụ thuộc vào phương pháp và kỹ thuật làm khuôn được sử dụng Việc lựa chọn phương pháp đúc phù hợp cần dựa trên tính chất sản xuất, loại vật liệu của chi tiết đúc, cũng như trình độ kỹ thuật của người thực hiện.
Tính công nghệ trong kết cấu chi tiết đúc thể hiện qua các điều kiện tạo hình, khả năng rót kim loại dễ dàng, tính đông cứng và khả năng tạo vết nứt Các yếu tố như góc nghiêng, chiều dày chi tiết đúc và các kích thước tương quan có ảnh hưởng lớn đến các nguyên công cơ bản trong quá trình công nghệ đúc.
Tất cả các loại vật liệu như gang, thép, hợp kim màu và vật liệu phi kim đều có thể được đúc khi ở dạng lỏng Quy trình sản xuất đúc thường có chi phí thấp hơn so với các phương pháp sản xuất khác.
Kết luận: Dựa vào tính chất của các loại phôi và yêu cầu gia công cho thân vỏ hộp giảm tốc, với kết cấu đơn giản và quy trình sản xuất hàng loạt vừa, vật liệu gang xám được xác định là phù hợp, do đó phôi đúc là lựa chọn tối ưu.
Phương pháp chế t ạ o phôi
Nguyên lí làm vi ệ c c ủa đúc khuôn cát
Hình 2.1 sơ đồđúc khuôn cát
Khi gang lỏng được rót vào phễu rót, nó chảy xuống ống rót qua rãnh lọc xỉ và tiếp tục đến khuôn đã được tạo sẵn, bao gồm nửa khuôn trên và nửa khuôn dưới Phần cát xung quanh tạo hình bên ngoài của chi tiết, trong khi phần lõi cát nén bên trong tạo hình bên trong Đậu hơi giúp thoát không khí trong lòng khuôn, còn đậu ngót bổ sung kim loại cho vật đúc để bù đắp sự co ngót khi kim loại nguội Để hạn chế kim loại tràn ra ở mặt phân khuôn, cần quét một lớp sơn trước khi ráp và sau đó trét một lớp đất sét dày 2 đến 3 mm bên ngoài.
Xác định lượng dư
Hình 2.2 Kí hiệu bề mặt chi tiết gia công
-Kết hợp tra bảng lượng dư đúc trong khuôn cát với vật đúc là gang xám chọn cấp chính xác II vì
Tra bảng trên ta xác định được lượng dư các bề mặt và dung sai phôi
Kích thước danh nghĩa (mm)
Kích thước danh nghĩa lúc sau
-Các bề mặt lỗ∅35, ∅30, lỗ ren M70 và 2 lỗ ren M40 ta tiến hành đúc rỗng
Vì 2 lỗ ren M70 và M40 nên ta tính lượng dư theo đường kính lỗ phôi trước khi tiện ren
D là đường kính danh nghĩa của ren (đai ốc) h là chiều cao ren h=0,6xP (P là bước ren)
Thay vào công thức ta tính được 2 lỗ trên có lỗ trước khi tiện ren là
Với bảng trên ta xác định được lương dư như sau:
Lỗ Kích thước danh nghĩa
(mm) Lượng dư và dung sai
Tính h ệ s ố chuy ể n d ị ch v ậ t li ệ u
-Dùng phần mềm creo parametric tính được khối lượng phôi
Hệ số chuyển dịch vật liệu là:
Phần 3 LẬP QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ
M ục đích
Để đảm bảo độ chính xác về kích thước, vị trí tương quan, hình dáng hình học và độ nhám bề mặt theo yêu cầu của chi tiết cần chế tạo, việc xác định các trình tự gia công hợp lý là rất quan trọng.
N ộ i dung
− Chọn phương pháp gia công các bề mặt phôi
− Chọn chuẩn công nghệvà sơ đồ gá đặt
− Chọn trình tự gia công các chi tiết
(Đính kèm phiếu hướng dẫn công nghệ)
BIỆ N LU Ậ N QUY TRÌNH CÔNG NGH Ệ
Tính đố i tr ọ ng cho nguyên công II:Ti ệ n thô m ặ t A và ti ệ n bán tinh l ỗ ∅ 29,6
- Thân gá hình tròn và được thiết kế với các chi tiết chủ yếu là đối xứng với nhau
-Vì hình dạng chi tiết lệch nên vì vậy tính phần lệch của chi tiết và phần định vị phần lệch của chi tiết
- Đây là đối trọng cho chốt chống xoay nên cùng khối lượng
Tổng khối lượng phần lệch là= 1,5+1,6+0,9+0,9=4,9 kg
Vì vậy phải thêm khối lượng là 4,9 kg lên phần còn lại
Tính đố i tr ọng cho đồ gá ti ệ n nguyên công IV
Khối lượng phần cần thêm là=1,5+2,4=3,9 kg
Tính đố i tr ọng cho đồ gá ti ệ n nguyên công X
Khối lượng đối trọng cần tính là=1,5+0,2+0,2+0,12=2,02kg
Vậy khối lương cần tính thêm là 2,02kg
