CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG 1.1 Phân tích chức năng, điều kiện làm việc của chi tiết.1 Bản vẽ 3D của chi tiết Dựa vào kết cấu của chi tiết này chúng ta có thể thấy chi tiết thuộc họ càng, dạng thanh truyền có các lỗ cơ bản song song với nhau. Chi tiết càng gạt này nhiều khả năng được sử dụng trong cụm cơ cấu truyền động của hộp số,có thể là bộ phận nối giữa trục điều khiển và các bánh răng di trượt nhằm điều khiển sự ăn khớp của các cặp bánh răng di trượt nhằm điều chỉnh sự ăn khớp của các cặp bánh răng (khi cần thay đổi tỷ số truyền trong hộp tốc độ). Cụ thể hơn là có thể dẫn hướng và truyền lực từ trục điều khiển sang bánh răng di trượt; Tịnh tiến bánh răng dọc trục, giúp thay đổi vị trí ăn khớp giữa các cặp bánh răng Hai lỗ cơ bản được lắp với trục quay,các lỗ dầu vuông góc với 2 lỗ cơ bản có chức năng lắp ghép với ống bơm dầu vào trong 2 lỗ cơ bản để chống mài mòn 2 lỗ do quá trình ăn mòn do ma sát diễn ra khi làm việc, do vậy bề mặt làm việc của chi tiết chính là 2 lỗ cơ bản Ø20 và Ø12. 4 Thiết kế công nghệ chế tạo máy GVHD: Hoàng Văn Quý Điều kiện làm việc của chi tiết: Chi tiết dạng càng gạt này cần đảm bảo vai trò hoạt động chuyển số êm ái, chính xác, không làm mẻ răng hoặc kẹt bánh răng.
Trong hộp giảm tốc, càng gạt chịu lực đẩy bánh răng và cần có độ chính xác cao để đảm bảo sự ăn khớp và thay đổi tỉ số truyền chính xác. Phân tích cơ học của chi tiết trong môi trường làm việc của chi tiết càng gạt này: Làm việc trong môi trường có nhiều chuyển động quay, tịnh tiến, liên quan đến: Trục điều khiển quay → chuyển động quay của càng. Bánh răng di trượt → chuyển động tịnh tiến chịu tải lớn. Chịu lực ma sát trượt liên tục giữa càng gạt và rãnh dẫn trên bánh răng (hoặc ống nối bánh răng).
Ma sát mòn tại vị trí tiếp xúc với rãnh bánh răng di trượt. Chịu tải dọc trục và lực ép ngang trong quá trình trượt – đặc biệt trong lúc gài số (hoặc khi gài số bị cản trở). Có thể chịu va đập nhẹ nếu người vận hành gài số đột ngột. Làm việc trong khoang hộp kín, không tiếp xúc trực tiếp môi trường bên ngoài.
Được bôi trơn bằng dầu nhớt hộp số → làm giảm ma sát, tăng tuổi thọ. Nhiệt độ làm việc ổn định trong khoảng 40–90°C, có thể cao hơn tùy tải trọng. Điều kiện làm việc không khắc nghiệt, chi tiết chỉ chịu momen xoắn nhỏ khi làm việc ( Gạt cho bánh răng ăn khớp với với nhau ) và chi tiết thường xuyên không chịu tải, không mài mòn có va đập khi làm việc, nhiệt độ làm việc không cao. Cơ cấu làm việc 5 Thiết kế công nghệ chế tạo máy GVHD: Hoàng Văn Quý 1.2 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết Chuẩn tinh của chi tiết dạng càng này là một trong hai mặt đầu và các lỗ chính.
Kết cấu của càng đủ cứng vững, thân càng có chiều dầy 10mm với vật liệu là gang hoặc thép C45 thì chi tiết vẫn đảm bảo không bị biến dạng, cong vênh khi gia công cơ các bề mặt trên máy phay, khoan, khoét…Cũng như khi chịu các lực trong quá trình làm việc.1 Phân tích chiều dày của càng gạt Chiều dài 2 lỗ cơ bản bằng nhau, các mặt đầu A và B của càng nằm trên 2 mặt phẳng song song với nhau giúp thuận lợi cho quá trình gá đặt cũng như quá trình gia công đồng thời các mặt phẳng. Thuận lợi cho việc gia công đồng thời nhiều chi tiết.2 Phân tích bề mặt cùa càng gạt Hai mặt đầu của càng lồi lên, thân càng lõm xuống so với 2 mặt phẳng A và B nên khi gia công cơ ta giảm bớt được diện tích cần gia công. 6 Thiết kế công nghệ chế tạo máy GVHD: Hoàng Văn Quý Các bán kính góc lượn R3 ở những chỗ tập trung ứng suất dư, tránh gây nứt khi làm việc. Phân tích các góc lượn của chi tiết Kết cấu của càng bố trí đối xứng qua mặt phẳng C và mặt phẳng E.
Như vậy ta có thể dễ dàng chọn mặt phân khuôn. Về sau mặt E được chọn để làm mặt phân khuôn khi chế tạo phôi E C Hình 1. Phân tích mặt phẳng phân khuôn khi chế tạo phôi Các lỗ ren dẫn dầu 1 và 2 của càng được bố trí lồi lên so với mặt trụ ngoài của càng thuận lợi khi phay, khoan, taro những vấu lồi này. 7 Thiết kế công nghệ chế tạo máy GVHD: Hoàng Văn Quý Hình 1.
Phân tích các lỗ ren của chi tiết Các cạnh vát 2x2 ở hai lỗ cơ bản khử ứng suất và loại bỏ bavia ở miệng lỗ. Hình dáng của càng thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và chuẩn tinh thống nhất. Chúng em thử thiết kế thêm 2 đường gân hình tam giác, đặt tại chính giữa và có chiều cao bằng với chiều cao của càng để tăng thêm độ cứng vững, giảm biến dạng, tăng khả năng chống mỏi, tăng tuổi thọ chi tiết. Tuy nhiên, không gian trong hộp số khá là hạn chế để cho hộp số có thể nhỏ gọn, và phần thân càng bị lệch so với đường đối xứng có thể là tận dụng không gian này để đặt một số chi tiết khác trong hộp số cho nên việc thêm hai đường gân có thể sẽ gây cản trở trong việc lắp ráp sau này.
Và thêm một vấn đề nữa khi thêm hai đường gân thì có thể làm phức tạp quá trình đúc/gia công, tạo khuôn.Phân tích thay đổi kểt cấu của chi tiết 8 Thiết kế công nghệ chế tạo máy GVHD: Hoàng Văn Quý So với môi trường, điều kiện làm việc và vật liệu của chi tiết thì chúng em nhận thấy chi tiết vẫn đảm bảo vai trò hoạt động mà không cần phải thêm 2 đường gân để đơn giản hóa chi tiết cho nên chúng em quyết định vẫn giữ nguyên chi tiết.3 Phân tích yêu cầu kỹ thuật của chi tiết. Đối với các khoảng sai lệch, cấp chính xác cần ưu tiên chọn cấp chính xác thấp hơn để dễ gia công, tiết kiệm thời gian và giảm giá thành. Kích thước lỗ cơ bản cần gia công với cấp chính xác H7 ÷ H9 Đối với lỗ ∅ 20 dung sai cần đạt H7÷ H9 => theo trang 606-tài liệu [2],kích thước đề cho chưa nằm trong khoảng cấp chính xác cho phép => chọn ∅ 20 H 9, ta có ∅ 20 độ nhám bề mặt Ra=1.6 µm với các mặt đầu Ra>2,5 µm. Đối với lỗ ∅ 12 dung sai cần đạt H7÷ H9 => theo trang 606-tài liệu [2],kích thước đề cho chưa nằm trong khoảng cấp chính xác cho phép => chọn ∅ 12 H 9 ta có ∅ 12 độ nhám bề mặt Ra=1.6 µm với các mặt đầu Ra>2,5 µm.
Sai lệch cho phép về khoảng cách giữa tâm các lỗ cơ bản được cho theo điều kiện làm việc của chi tiết trong khoảng 0.2 mm => kích thước trong đề nằm trong khoảng sai lệch cho phép => có thể giữ nguyên kích thước nhưng chúng em chọn khoảng sai lệch lớn hơn là ± 0.2 mmđề tiết kiệm thời gian gia công và giảm giá thành. Độ không song song và không vuông góc giữa đường tâm các lỗ cơ bản cho phép trong khoảng 0.025 mm/100mm => Kích thước đề cho chưa nằm trong khoảng sai lệch, chỉnh lại chọn độ không vuông góc giữa mặt đầu và đường tâm lỗ là 0,03mm/100mm bán kính mặt đầu và độ không song song của 2 mặt đầu càng là 0,05mm/100mm bán kính mặt đầu. Độ nhám bề mặt các lỗ cơ bản không được vượt quá giá trị Ra ≤ 2.5 μm => dựa vào điều kiện làm việc của chi tiết thì độ nhám của lỗ ảnh hưởng đến khả năng làm việc, cụ thể là cần chuyển đổi mượt giữa các trục thì độ nhám Ra cần điều chỉnh với các mặt đầu Ra = 1.4 Xác định dạng sản xuất 1.1 Xác định khối lượng chi tiết: 9 Thiết kế công nghệ chế tạo máy GVHD: Hoàng Văn Quý Tính khối lượng bằng phần mềm SoliWorks: Hình 1.1 Khối lượng chi tiết 10 Thiết kế công nghệ chế tạo máy GVHD: Hoàng Văn Quý R3 25±0. Bản vẽ chi tiết 1.2 Sản lượng hằng năm của chi tiết được tính theo công thức: Với vật liệu gang xám có khối lượng riêng: ᵞ = 7.150 g/ cm³ Thể tích của chi tiết ( phần mềm cho ra kết quả ở mục Volume ) : V = 73100.1 mm³ Ta có trọng lượng chi tiết : Q1 73100.52 kg Sản lượng hàng năm: N = N1.( 1+ (α+β)/100 ) Số sản phẩm (số máy) được sản xuất trong một năm: N1= 30000 (sản phẩm) Số chi tiết trong 1 sản phẩm : m = 1 Số chi tiết được chế tạo thêm để dự phòng: β = 5÷7 % -> chọn β = 6 % Số chi tiết phế phẩm trong quá trình chế tạo: α = 3÷6 % -> chọn α = 4 % Sản lượng hàng năm : N=30000.(1+(4+6)/100)=33000 (Sản phẩm/năm) 11 Thiết kế công nghệ chế tạo máy GVHD: Hoàng Văn Quý 1.3 Xác định dạng sản xuất: Dựa theo sản lượng chi tiết và khối lượng chi tiết Sau khi tính toán ta có Q1=0.52Kg, N=33000 (Sản phẩm/năm) Tra bảng 1.1 trang 18-[1] , ta lựa chọn dạng sản xuất Dạng sản xuất hàng loạt lớn 1.5 Phân tích lựa chọn vật liệu và phương pháp tạo phôi 1.1 Chọn vật liệu làm phôi Vật liệu chế tạo chi tiết dạng càng thường dùng là thép cácbon kết cấu như: C35, C45; thép hợp kim như: 40XH, 40XMA có độ bền cao hay các loại gang xám như: GX12-28, GX15-32; gang dẻo như GZ37-12.
Ngoài ra, càng còn được chế tạo từ kim loại màu và kim loại bột. Vì vậy vật liệu chế tạo chi tiết càng gạt có thể chọn là gang xám hoặc thép đúc. Bảng 1: So sánh vật liệu làm phôi Tiêu chí Gang xám 15-32 Thép C45 Thành phần hóa học C(3-3,7%); Si(2-2,5%); C(0.000 Độ bền kéo 200–400 MPa ~600–800 MPa Chi phí gia công (VND/chi 8.000 tiết) Độ cứng sau gia công Cao tự nhiên (~180–230 HB) ~160–180 HB (trước xử lý nhiệt) Gia công cơ khí Dễ, chi phí thấp, ít hao dao Trung bình, cần dao cứng, chi phí dao cao hơn Đúc hàng loạt Rất tốt, ổn định, sai số nhỏ; Tỷ lệ lỗi sản phẩm khoảng ~2–3% (khuôn ổn định) ~3–5% (do biến dạng nhiệt luyện) Khả năng chống biến dạng Tốt với tải vừa, yếu khi bị va Rất tốt đập mạnh Khối lượng chi tiết (cùng Nặng hơn do mật độ cao hơn Nhẹ hơn một chút (~7.85 kích thước) (~7.