Qui trình gia công chế tạo bánh xe bị động của cần trục chân đế

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 ngoài 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 toàn 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 COÂNG NGHEÄ CHEÁ TAÏO Phaân tích chöùc naêng laøm vieäc cuûa cô caáu:] Baùnh xe di chuyeån duøng ñeå di chuyeån taát caû caùc loaïi maùy naâng vaän chuyeån, di chuyeån xe con caùc loaïi maùy truïc, duøng trong baøn tröôït xe naâng vaø duøng trong caùc cô caáu quay cuûa maùy truïc. Baùnh xe di chuyeån cuûa caàn truïc laø chi tieát chòu taûi troïng lôùn vaø hao moøn nhanh neân thôøi haïn söû duïng töø 4 ñeán 6 thaùng. Baùnh xe laøm vieäc trong ñieàu kieän khaéc nghieät, heä thoáng baùnh xe chòu toaøn boä taûi troïng cuûa xe, troïng löôïng vaät naâng. Quaù trình xe chuyeån ñoäng treân ray taûi troïng taùc ñoäng thay ñoåi lieân tuïc vaønh baùnh xe seõ chòu taùc ñoäng momen xoaén phöùc taïp thay ñoåi lieân tuïc. Beà maët tieáp xuùc giöõa ray vaø baùnh xe xuaát hieän ma saùt raát lôùn, nhieät cao, gaây maùi moøn baùnh nhanh vaø laøm giaûm tuoåi beàn cuûa baùnh xe. Baùnh xe di chuyeån cuûa cần trục chân đế laø loaïi 2 gôø, beà maët laøm vieäc hình truï. Soá baùnh xe bi ñoäng chieám 1/2 toång soá baùnh xe. Baùnh xe bị ñoäng coù chöùc naêng nhaän chuyeån ñoäng töø cô caáu di chuyeån vaø nhôø löïc baùm giöõa beà maët laên cuûa baùnh xe vaø ray maø caàn truïc coù theå di chuyeån ñöôïc. Beà maët laên cuûa baùnh xe ñöôïc gia coâng cô khí vôùi ñoä chính xaùc cao vaø nhieät luyeän ñeán ñoä cöùng 350 HB , song ñoä cöùng cuûa maët laên cuûa baùnh xe phaûi nhoû hôn ñoä cöùng beà maët laøm vieäc cuûa ray. Thaønh phaàn hoaù hoïc cuûa theùp 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 Phaân tích tính coâng ngheä trong keát caáu chi tieát: Baùnh xe cuõng nhö moïi chi tieát khaùc, keát caáu cuûa chuùng aûnh höôûng tröïc tieáp ñeán naêng suaát vaø chaát löôïng gia coâng, aûnh höôûng ñeán ñoä beàn khi laøm vieäc. Vì vaäy, ngay khi thieát keá caàn chuù yù ñeán beà maët cuûa noù. Ta choïn loaïi baùnh xe laø loaïi hình truï coù hai gôø, coù loã truï bậc ñôn giaûn, vaø ñöôïc laép vôùi truïc baêng caùc oå bi, baïc… Vaät lieäu cheá taïo laø loaïi theùp 65G ÖÙùng suaát beàn keùo nhoû nhaát: ÖÙùng suaát beàn chaûy cuûa vaät lieäu: Doä raén: HB=300¸350 Theo chöùc naêng laøm vieäc cuûa chi tieát, döïa vaøo vaät lieäu gia coâng cuõng nhö theo caáu keát vaø kích thöôùc treân baûn ve, ñeå baùnh xe coù ñoä cöùng vaø ñoä beàn caàn thieát, khoâng bò nöùt, chaûy, bieán daïng trong quaù trình laøm vieäc thì caàn phaûi nhieät luyeän baèng phöông phaùp toâi theå tích. Phöông phaùp naøy coù öu ñieåm laø deã ñieàu chænh ñoä saâu lôùp thaám toâi, bieán daïng beù, ñoä boùng beà maët khoâng giaûm nhieàu, thích hôïp trong saûn xuaát haøng loaït. Yeâu caàu kyõ thaät khi cheá taïo: Caùc beà maët laøm vieäc coù ñoä nhám không vượt quá 1.6 mm Caùc beà maët ghờ coù ñoä nhám không vượt quá 3.2 mm Loã và bề mặt coù ñoä ñoàng taâm 0.04 mm Caùc maët ñaàu sai leäch 0,3¸0,5 mm Sai leäch höôùng kính cuûa beà maët laøm vieäc so vôùi truïc taâm khoâng lôùn hôn 0,016mm Ñoä nhaùm beà maët bánh xe làm việc Ra=1.6¸3.2 mm Độ nhám bề mặt trong của trục lắp ghép 0.8 mm Độ nhám bề mặt trong của trục không lắp ghép 12.5mm Dung sai lắp ghép trục -0.028/-0.088 mm Xaùc ñònh daïng saûn xuaát: Ñaëc ñieåm laø saûn löôïng haøng naêm ít, thöôøng töø moät ñeán vaøi chuïc chieác, saûn phaåm ít oån ñònh do chuûng loaïi nhieàu, chu kyø cheá taïo khoâng ñöôïc xaùc ñòng. Do vaäy trong saûn xuaát naøy thöôøng chæ söû duïng caùc trang thieát bò, duïng cuï coâng ngheä vaïn naêng. Maùy moùc ñöôïc boá trí theo loaïi maùy thaønh töøng boä phaän saûn xuaát khaùc nhau. Yeâu caàu trình ñoä thôï phaûi cao. Daïng saûn xuaát ñôn chieác naøy phuø hôïp vôùi nhu caàu thay theá, saûn xuaát môùi caùc chi tieát maùy truïc ôû caûng. Nhu caàu naøy ít oån ñòng vaø khoâng thöôøng xuyeân. Ngoaøi ra, cuõng coù theå theo daïng haøng loaït nhoû. Luùc ñoù saûn phaåm töông ñoái oån ñònh vaø ñöôïc cheá taïo theo chu kyø xaùc ñònh. Daïng saûn xuaát naøy raát gaànvaø gioáng vôùi saûn xuaát ñôn chieác. Troïng löôïng chi tieát: Q=V.g g= 7,853 KG/dm3 : Troïng löôïng rieâng cuûa vaät lieäu V=P.r2.h : Theå tích baùnh xe r=D/2= 6,1/2=3,05 dm Þ V=3,14.(3,05)2.1,6= 46,73 dm3 h= 1,6 : Chieàu cao TB baùnh xe Þ Q=V.g = 46,73.7,85= 367 (KG) Choïn phoâi: Vì baùnh xe coù ñöôøng kính loã 180mm vaø chieàu daøi loã 260mm neân ta choïn phoâi ñuùc. Ngoaøi ra, phoâi ñuùc seõ giaûm caùc nguyeân coâng , tieát kieäm vaät lieäu, taêng ñoä chính xaùc cho chi tieát. Ñaëc ñieåm cuûa phoâi ñuùc:Khi ñuùc neân choïn meû saïch, ít ræ, kho, cho theâm prero saáy noùng traùnh hoaø tan khí vaø noåi xæ. Veà khuoân, caàn coù tính chòu nhieät toát, ñoä luùn vaø tính thoâng khí cao. Do vaäy, duøng caùt coù nhieàu oxít silic, ñaát seùt chòu nhieät toát, chaát dính vaø chaát phuï nhieàu, laøm raõnh thoaùt khí ôû phaàn maët, phaàn khuoân xoâng hôi kó, saáy khuoân vaø loõi roùt qua nhieàu raõnh, loïc xæ toát. Nhaát thieát phaûi laøm ñaäu ngoùt, thuøng roùt phaûi saáy noùng vaø theùp loûng phaûi ôû nhieät ñoä cao. Duøng thuøng roùt coù nuùt vaø roùt chaäm. Vôùi hình daùng töông töï daïng baùnh raêng, baùnh xe coù hai gôø vaø vôùi daïng saûn xuaát, vaät lieäu nhö ñaõ choïn ôû treân, ta quyeát ñònh choïn phöông phaùp cheá taïo phoâi laø phoâi ñuùc. Thieát keá nguyeân coâng: Nguyeân coâng 1: Gia công Böôùc 1: Tiện thô – bán tinh mặt 1 Böôùc 2: Tiện thô- bán tiện tinh mặt 2 Nguyeân coâng 2 Bước 1: Tiện thô- tiện tinh mặt 3 Bước 2: Tiện thô- tiện tinh mặt 9 Bước 3:tiên thô – tiện tinh bề măt Bước4: tiện thô –tiện tinh bề mặt Bước 5: tiện thô - tiện tinh Bước 6: tiên thô – tiên tinh bề mặt Bước 7: tiện thô –tiện tinh bề mặt Bướ 8: tiện thô- tiện tinh bề mặt Tieän moät ñaàu naøy xong quay ñaàu vaø tieän nöûa coøn laïi. Keïp chaët: maâm caäp 3 chaáu tự định tâm han chế 5 bậc tự do. Tieän thoâ: Dao tieän: T15k6 t=3 mm S=1,35 mm/voøng n=38 v/ph V=92 m/ph Tgc=14,5 ph Maùy tieän: 1259 Ñöôøng kính gia coâng lôùn nhaát: 780 Chieàu gia coâng: 350 Soá truïc chính: 6 Giôùi haïn soá voøng quay/phuùt: 19¸269 Caáp soá toác ñoä: 24 Coâng suaát ñoäng cô: < 55 KW Tieän tinh: Dao tieän: T15K6 t=0,5 mm S=0,2 mm/voøng n=110 v/ph V=265 m/ph Tgc=27,86 ph Maùy tieän: 1259 Nguyeân coâng 3: Gia công Böôùc 1: tiện tinh mặt 8 Böôùc 2: tiện tinh mặt 7 Caùc thoâng soá gia coâng nhö nguyeân coâng 1 vaø ggc=8,3 ph(tieän tinh), ggc=4,8 ph(tieän thoâ) Bước 3: Tiện thô- bán tinh –tinh mặt 4 Nguyeân coâng 4: Bước 1: vaùt caïnh Nguên công 5: phay lỗ Nguyeân coâng 6: phay loä maêt coøn laïi Kiểm tra chi tiết lần cuối để loại bỏ những chi tiết không đạt yêu cầu kĩ thuật . Tính vaø tra cheá ñoä caét: Tính cho caùc nguyeân coâng tieän bao goàm: tieän sô boä vaø tieän tinh. Coâng vieäc ñöôïc thöïc hieän treân maùy 1295,coâng suaát ñoäng cô N=50Kw Tieän beà maët: Tieän thoâ: Chieàu saâu caét: t=2¸8 mm (t » löôïng dö gia coâng Zb) Choïn t=3 mm Löôïng chaïy dao: S(mm/voøng) S=1,1¸1,5 mm/voøng( tra baûng 25.1[6]) Choïn S=1,35 mm/voøng Toác ñoä caét: v(m/ph) Xaùc ñònh theo coâng thöùc: Trong ñoù: T=30 ¸60 phuùt: Trò soá trung bình cuûa tuoåi beàn, laáy T=45 ph Cv=292 : Heä soá ñieàu chænh xv=0,15 yv=0,3 m= 0,18 (Tra baûng 1-1[6]) knv=1(Do khoâng coù voû cöùng baûng 7-1[6]) kuv= (Theùp ñuùc baûng 8-1[6]) Þ kv=kmv.knv.kuv=0,72.1.1=0,72 Soá voøng quay truïc chính: nm=(19¸269) v/ph (laáy nm=38 v/ph) Löïc caét P(N): chia 3 thaønh phaàn theo toïa ñoä cuûa maùy Löïc caét theo höôùng tieáp tuyeán: PZ Löïc caét theo höôùng kính: PY Löïc caét theo höôùng truïc: PX Pxyz=Cp.tx.Sy.vn.Kp=PZ=Cp.tXpz.SYpz.vnz.Kpz=300.31.1.350,75.84-0,15 =515,7 (KG) Coâng suaát caét: Nc(Kw) . Vaäy thoaû veà coâng suaát. Tieän tinh: Chieàu sau caét: t = 0,5 mm (t» löôïng dö gia coâng Zb) Löôïng chaïy dao: S(mm/voøng) Choïn S=0,2 mm/voøng Toác ñoä caét: v(m/ph) Xaùc ñònh theo coâng thöùc: Trong ñoù: T=30¸60 phuùt: trò soá trung bình cuûa tuoåi beàn, laáy T=45 ph Cv=292 : Heä soá ñieàu chænh xV=0,15 ; yV=0,3 ; m=0,18(Tra baûng 1-1[6]) ,Heä soá phuï thuoäc vaät lieäu gia coâng(Baûng 2-2[6]) sb= 540 N/mm2. kn=1 ; nV=-1 knv=1 ; Do khoâng coù voû cöùng baûng 7-1[6] kuv=-1; Theùp ñuùc baûng 8-1[6] Þ kv=kmv.knv.kuv=0,72.1.1=0,72 Soá voøng quay trong moät phuùt: nm=(19¸269) v/ph (laáy nm=110 v/ph) Löïc caét P (N): Chia ba thaønh phaàn theo toïa ñoä cuûa maùy: Pxyz=Cp.tx.Sy.vn.Kp=Pz. Tra baûng11-1[6] ta coù caùc thoâng soá: Cpz,Xpz,Ypz,Kpz,npz Pz= Cp.tXpz.SYpz.vnz.Kpz=300.(0,5)1.(0,2)0,75.110-0,15=22,16(KG) Coâng suaát caét: Nc (Kw) . Vaäy thoaû veà coâng suaát. Tieän loã: Maùy tieän nhö treân Ñònh vò vaø keïp chaët khoâng thay ñoåi Dao tieän loã tieâu chuaån gaén maûnh hôïp kim cöùng Thoâng soá dao. Maûnh hôïp kim cöùng BK6, j=900 Tieän thoâ: Tính vaän toác caét Choïn chieàu saâu caét V=(CV.KV/Tm.tx.Sy)= Caùc thoâng soá tra baûng: CV=324 KV=K1.K2.K3.K4.K5.K6=0,72 T=30¸60 m=0,2 t = 2 x = 0,2 y = 0,4 s = 0,2 Soá voøng quay: n= (167,8.1000)/(3,14.710)=75,22(v/ph) Tieän tinh: Tính vaän toác caét t= 0,3 mm Caùc thoâng soá tra baûng töông töï nhö treân. Soá voøng quay Löôïng dö gia coâng: Chaát löôïng beà maët phoâi: (Baûng 10[7] ) Phoâi ñuùc: caáp chính xaùc 7-9; RZ=250 mm ; Ti=350 mm Caùc thoâng soá ñaït ñöôïc sau khi gia coâng beà maët:(baûng 12.[7]) Gia coâng thoâ: caáp chính xaùc 3-4 ; RZ=50 mm ; Ti=50 mm Gia coâng tinh: caáp chính xaùc 4-5 ; RZ=20 mm ; Ti=30 mmSai leäch vò trí khoâng gian: : ñöôøng cong giôùi haïn treân 1mm chieàu daøi (phoâi ñuùc) rc=Dk=0,7 mm Sai leäch khoâng gian sau khi tieän thoâ: r1=r.0,05=37,77 mm Sai soá keïp chaët: ek=160 mm (Baûng 21[7]) ; ec=60 mm sai soá keïp chaët coøn laïi ôû nguyeân coâng tinh: egd2=0,05.egd=0,05.170,88=8,54 mm Löôïng dö nhoû nhaát cuûa tieän thoâ: Löôïng dö nhoû nhaát cuûa tieän tinh: Löôïng dö lôùn nhaát: TD: Hieäu dung sai cuûa böôùc saùt tröôùc vaø böôùc hoaøn thaønh Thôøi gian gia coâng: Nguyeân coâng 1vaø 2: Tieän tinh: Beà maët beân: Beà maët laøm vieäc: Tieän thoâ: Beà maët beân: Beà maët laøm vieäc: Nguyeân coâng 3: Tieän thoâ: L=180 mm ; L1t/tgj=0 ; L2=2¸5 Tieän tinh: Nguyeân coâng 4: Gia coâng:Phay p.l+p.2=50 mm S=0,12 mm/htk h=13,4 mm 8.4 Nguyeân coâng 5: Thời gian khoan : Tm=0.0056.D.l => Tm=0.5 ph 8.5 Nguyeân coâng 6: Thời gian ta rô : Tr=Tm/2=0.025 ph Thôøi gian gia coâng toång coäng: T0: Thôøi gian cô baûn Tp: Thôøi gian phuï ; Tp=10%.T0 Tpv: Thôøi gian phuï vieäc ; Tpv= 3%.T0 Ttn: Thôøi gian nghæ ngôi töï nhieân cuûa coâng nhaân ; Ttn= 5%.T0 Nguyeân coâng1: To= 14,5+27,8=42,3 ph Ttc= 42,3+4,2+1,2+2,1= 49,8 ph Nguyeân coâng2: To= 8,3+4,8=13,1 ph Ttc= 13,1+1,3+0,39+0,65= 15,4 ph Nguyeân coâng3: T0=12.06+18,05=30,14 ph Ttc=30, 1214+0,9+1,5+3,014= 35,5 ph Nguyeân coâng4: T0=1,96 ph T1=1,96+0,98+0,05+0,19=2,3 ph Ttc= 2,3x6=13.8 ph Nguyeân coâng 5: Thời gian khoan : Tm=0.5 ph x 12 =6 ph Nguyeân coâng 6: Thời gian ta rô : Tr= 0.025 ph x12 =3 ph