BÀI TIỂU LUẬN cơ KHÍ đại CƯƠNG sản PHẨM DẠNG TRỤC lựa chọn phương pháp chế tạo sản phẩm và mô tả trình tự gia công với sản phẩm cụ thể đã chọn, tính toán thồng số cắt gọt chính

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, đã và đang
tạo ra được nhiều chủng loại chi tiết, máy móc hiện đại và các chi tiết có chất
lượng cao.
Trước sự địi hỏi của sự nghiệp cơng nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước ngày
càng cao địi hỏi phải có những người kỹ sư giỏi, được trang bị những kiến thức cơ
bản và sâu rộng về khoa học kỹ thuật. Vận dụng các kiến thức đó vào thực tiễn một
cách khoa học, sáng tạo, linh hoạt nhất trên cơ sở tổng hợp các kiến thức đã học.
Bài tập cơ khí đại cương là một trong những nội dung cơ bản không thể thiếu của
sinh viên trong quá trình đào tạo trình độ kỹ sư. Nhằm tập cho sinh viên làm quen
với các cơng việc cụ thể của người kỹ sư cơ khí, đồng thời hệ thống tốt các kiến
thức đã học làm cơ sở cho việc thực hiện các ý tưởng thiết kế sau này.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo: …., đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em
để bài tập được hồn thành đúng tiến độ và cơng việc được giao với chất lượng
đảm bảo. Do thời gian cịn hạn chế nên bài tập khơng thể tránh được các thiếu sót,
rất mong được sự đóng góp ý kiến sửa sai của các thầy để bài tập của em được
hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cám ơn.


BÀI TIỂU LUẬN CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG
:
ĐỀ SỐ: 6- SẢN PHẨM DẠNG TRỤC
NỘI DUNG :
Chương 1: Giới thiệu chung về sản phẩm bao gồm: Các đă ̣c điểm cơ bản và
ứng dụng của sản phẩm trong thực tế.
Chương 2: Lựa chọn vật liệu chế tạo cho sản phẩm và trình bày các đă ̣c tính
cơ bản của vâ ̣t liê ̣u bao gồm: Thành phần hóa học, cơ tính, lý tính, hóa tính, ...
Chương 3: Lựa chọn phương pháp chế tạo sản phẩm và mô tả trình tự gia
công với sản phẩm cụ thể đã chọn, tính toán thồng số cắt gọt chính cho mô ̣t số
nguyên công cơ bản

Chương 4: Lựa chọn phương pháp xử lý nhiê ̣t cho sản phẩm đã chọn
Chương 5: Kết luận
Chương 1: Giới thiệu chung về sản phẩm bao gồm: Các đă ̣c điểm cơ bản và ứng
dụng của sản phẩm trong thực tế.

 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 cơng là mặt trịn 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 vng 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 cơng chính xác để đảm bảo u 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 cơng chính xác, cơ tính đạt u cầu .
 Cấu tạo, bản vẽ chi tiết trục:
Dưới đây chỉ là bản vẽ minh họa cho chi tiết trục


 Chức năng của chi tiết:
Chức năng truyền chuyển động: Là bộ phận truyền chuyển động thông qua bánh
răng bị động của bộ truyền.
Là chi tiết máy có cơng dụng chung, được dùng để đỡ các chi tiết máy quay (như
bánh răng, đĩa xích ...),để truyền động, hoặc thực hiện cả hai nhiệm vụ trên.
 Theo đặc điểm chịu tải, trục được chia làm hai loại: trục tâm và trục truyền
 TRục tâm
Trục tâm có thể quay và khơng quay, trục tâm chỉ chịu momen uốn
 TRục truyền
TRục truyền dùng để đỡ các chi tiết máy và truyền momen xoắn, nghĩa là
chịu cả momen uốn và momen xoắn.

 Theo hình dạng đường tâm trục, chia ra:
- Trục thẳng, có đường tâm thẳng
- Trục khuỷu, trục có đường tâm gấp khúc. TRục khuỷu được dùng trong
các máy có píton
- Trục mềm, có đường tâm của trục có thể thay đổi hình dạng trong quá
trình máy làm việc.
 Theo cấu tạo của trục chia ra:
- Trục trơn, là trục chỉ có một đoạn duy nhất, kích thước đường từ đầu đến
cuối như nhau. Trục đơn giản, dễ chế tạo nhưng khó cố định chi tiết máy
khác trên trục.
- Trục bậc, gồm có nhiều đoạn trụ đồng tâm, các đoạn có kích thước khác
nhau. Trục có kết cấu phức tạp, nhưng dễ dàng cố định các chi tiết máy
khác trên trục. đây là trục được sử dụng nhiều nhất.
- Trục đặc và trục rỗng. khi có sự địi hỏi khắt khe về khối lượng trục hoặc
bên trong trujcthif ta bắt buộc phải sử dụng trục rỗng. trục rỗng có nhiều


ưu điểm như nhẹ hơn,khả năng chịu xoắn cao hơn, tuy nhiên nhược điểm
là giá thành cao. Nếu khơng có yêu cầu đặc biệt, ta sẽ dùng trụ đặc.
Chương 2: Lựa chọn vật liệu chế tạo cho sản phẩm và trình bày các đă ̣c tính cơ
bản của vâ ̣t liê ̣u bao gồm: Thành phần hóa học, cơ tính, lý tính, hóa tính, ...
Do trục cần chế tạo là trục chịu tải thường, chịu
tốc độ quay không lớn nên vật liệu để làm trục này là
các thép hóa tốt là 40, 45, 40X đôi khi 40XH. Trong
bài tập này, em xin chọn thép 45 hay C45 bởi độ phổ
biến cũng như giá thành của nó.

Thép C45 là gì?
Thép C45 là thép Carbon có hàm lượng Carbon là 0,45% (0,45%C), ngồi ra
loại thép này cịn chứa các tạp chất khác như silic, mangan, lưu huỳnh, crom, phốt

pho, đồng, niken…
Thép cacbon C45 còn được gọi là nhóm thép hóa tốt do chế độ nhiệt luyện
cao thường được sử dụng phổ biến trong chế tạo các loại trục, bánh răng, lốp bánh
xe, trục, liềm, rùi, khoan gỗ làm việc, dao,…
Mác C45: Chữ “C” là kí hiệu của thép Cacbon, trong đó “45” có nghĩa là
mác thép chưa hàm lượng C là 0,45%.

Đặc điểm và tính chất của thép C45
Thành phần hóa học của thép C45


Mác thép C (%) min-max

Si (%) min-max

Mn (%) min-max P (%) tối đa

S (%) tối đa

Cr (%) min-max

C45

0,15-0,35

0,50-0,80

0,025

0,20-0,40

0,42-0,50

0,025

Đặc tính cơ học của thép C45
Độ dày danh nghĩa, t

Mác
thép

Yield
ElonSức căng
Độ cứng
Điều kiện Strength
gation
(Mpa)
HRC
(Mpa)
A5 (%)

Nhiệt Benda- khả
độ
năng

Cán

460

750

18

58

820

Nung

330

540

30

55

860
Bán kính uốn
cong (≤90 °)

C45
Nước ngập
nước

2270

Dầu ngập

1980

Mác thép

1.95mm≤t≤10.0mm

Cán

Nung

2,0 x t

1,0 × t

Tiêu chuẩn
Độ bên đứt

Độ bền đứt Độ giãn dài tương đối Độ cứng


σb (Mpa)

C45

TCVN 1766-75 610

σc (Mpa)

δ (%)

HRC

360

16

23

Chỉ số cấp bền thép C45
Ở điều kiện bình thường thép C45 có độ cứng HRC là 23, trong trường hợp
yêu cầu cần thép có độ cứng cao hơn người ta sử dụng phương pháp tôi, ram để
tăng độ cứng của thép C45.
Tùy theo độ cứng cần sử dụng, người ta có thể sử dụng phương pháp tôi dầu, tôi
nước hoặc tôi cao tần trong các điều kiện thích hợp để có độ cứng mong muốn.
Ứng dụng của thép C45
Thép mác C45 được ứng dụng và sử dụng phổ biến trong các cơng trình xây
dựng và cơng nghiệp hiện nay bởi cơ tính (độ bền, độ cứng, dộ dẻo,…) rất phù hợp
cho gia công cơ khí, chế tạo chi tiết máy, xây dựng cầu đường, khung thép,… dễ
dàng tôi, ram để đạt được độ cứng mong muốn.
Ngồi ra thép trịn C45 thường được dụng chế tạo, cán ren, bulong, làm chi
tiết máy, chế tạo các loại trục, bánh răng, lốp bánh xe, trục, liềm, rùi, khoan gỗ làm
việc, dao,…
Chương 3: Lựa chọn phương pháp chế tạo sản phẩm và mô tả trình tự
gia công với sản phẩm cụ thể đã chọn, tính toán thồng số cắt gọt chính
cho mô ̣t số nguyên công cơ bản
 Chọn phôi
Phôi được xác định theo kết cấu của chi tiết, vật liệu, điều kiên,
dạng sản xuất cụ thể của từng Nhà máy xí nghiệp. Chọn phơi tức là
chọn phương pháp chế tạo xác định lượng dư, kích thước và dung
sai của phôi .
Việc xác định phương pháp tạo phôi hợp lý sẽ đảm bảo tốt yêu cầu

kỹ thuật của chi tiết, kích thước của phơi phải đảm bảo đủ lượng
dư cho q trình gia cơng. Hình dáng của phơi càng giống hình
dáng của chi tiết bao nhiêu thì càng giảm được lượng dư gia công,
yêu cầu này cho phép giảm số lần chạy dao, giảm thời gian gia
công, tăng năng suất, giảm giá thành sản phẩm.
Ta chọn phôi là cột thép C45 trụ trịn.
Quy trình chế tạo trục:


NGUN CƠNG 1: NÉN THẲNG PHƠI
Ngun cơng này thực hiện sau khi phôi được làm sạch, phải
xem xét độ công vênh là bao nhiêu sau đó gá trên hai khối V ngắn
định vị 4 bậc tự do và thực hiện trên máy ép 40T.
NGUYÊN CÔNG 2: GIA CÔNG CÁC MẶT CHUẨN
Mục đích của ngun cơng này là gia cơng để đạt được kích
thước chính xác về chiều dài và gia cơng các mặt chuẩn định vị.
Để đạt được kích thước về chiều dài thì dùng cữ so dao.
Trình tự các bước trong nguyên công này thực hiện trên máy doa
ngang
+ Định vị: Chi tiết được khống chế 4 bậc tự do trên 2 khối V ngắn,
1 bậc tự do bằng chốt tì khía nhám ở má giữa, khơng định vị bậc tự
do làm chi tiết quay quanh trục tâm trục.
+ Kẹp chặt: Lực kẹp chặt từ trên xuống ở trên khối V.
+ Các bước trong nguyên công:
Tiến hành phay mặt đầu: sau khi phay xong mặt đầu thứ nhất quay
bàn máy đi góc 180° để tiếp tục phay tiếp đầu còn lại.
Thực hiện bước khoan tâm: sử dụng dao khoan tâm chuyên dùng,
dao được gá trên trục chính của máy.
Thực hiện bước tiện rộng lỗ.
NGUYÊN CÔNG 3:TIỆN ĐẦU TRỤC

Do yêu cầu độ chính xác và độ bóng bề mặt của trục cao: độ
chính xác cấp 1,2 cịn độ bóng bề mặt đạt cấp 10 ( Ra=0,16 mm).
Mặt khác trục gia cơng có chiều dài lớn nên cần phải tiến hành trên
máy có độ cứng vững tốt. Vậy chọn máy tiện bán tự động 1731
nhiều dao. Khi tiện cổ thì sử dụng dao rộng bản, cịn tiện má thì
dùng dao tiện mặt đầu thép gió, dùng bàn dao sau ăn dao hướng
kính.
+ Định vị: Chi tiết được gá lên hai mũi chống tâm, như vậy khống
chế 5 bậc tự do.


+ Kẹp chặt: Kẹp chặt bằng mũi chống tâm (lực kẹp trùng với tâm
cổ trục) và càng kẹp đặc biệt. Ở đây chi tiết quay được chỉ nhờ tốc
kẹp đặc biệt.
+ Các bước trong nguyên công:
Tiện thô, tiện bán tinh và tiện tinh cổ trục giữa, đầu trục khuỷu.
Vát mép.
Cắt rãnh.
Tiện mặt F170.
Tiện các cổ trục bằng dao tiện rộng bản gá lên bàn dao trước còn
dao vát mép, dao cắt rãnh, dao tiện mặt khuỷu được gá lên bàn dao
sau và chỉ chạy dao ngang.
NGUYÊN CÔNG 4: TIỆN CÁC MẶT TRỤC, MÁ CÒN LẠI
+ Định vị: Gá chi tiết trên hai mũi chống tâm, vậy chi tiết được
định vị 5 bậc tự do.
+ Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp trên mâm cặp 3 chấu ở đầu nhỏ của
chi tiết.
+ Các bước thực hiện cho nguyên công này:
Tiến hành tiện thô, bán tinh, tiện tinh 4 cổ trục.
Đồng thời tiện má ngoài, dao được gá lên bàn dao ngang và chỉ

chạy dao ngang, má chỉ tiện thô và bán tinh.
NGUYÊN CƠNG 5: PHAY CÁC MẶT LẮP ĐỐI TRỌNG
Ngun cơng này được thực hiện trên máy phay nằm ngang
P623. Để phay được tất cả các mặt lắp đối trọng thì đồ gá phải có
cơ cấu phân độ để sau khi phay xong 4 mặt má trên quay 180° để
phay tiếp phía bên kia.
+ Định vị:


Gá chi tiết trên 2 khối V ngắn định vị 4 bậc tự do, dùng 1 chốt
trám trên lỗ mặt bích để định vị góc xoay, vậy chi tiết được định vị
5 bậc tự do.
+ Kẹp chặt:
Kẹp chặt bằng mâm cặp 3 chấu trên đầu phân độ, dùng tốc kẹp
nối liền với mâm cặp để tăng độ cứng vững khi phay.
+ Các bước thực hiện:
Phay rãnh lắp đối trọng. Trường hợp này phải chọn đường kính
dao thích hợp tránh tình trạng dao phay ăn vào bề mặt không gia
công của má khác.
Thay dao bằng dao phay trụ để phay mặt phẳng trên.
NGUYÊN CÔNG 6: PHAY RÃNH CAVÉT

Được thực hiện trên máy phay đứng 6H12.
+ Định vị: Chi tiết định vị trên hai khối V (hạn chế 4 bậc tự do),
chốt trám chống xoay lắp vào lỗ và chốt tỳ chống tịnh tiến, vậy
định vị tất cả 6 bậc tự do.
+ Kẹp chặt: Lực kẹp chặt đặt ngay trên hai khối V.
+ Thực hiện: Tiến dao vào nhờ cữ so dao để phay rãnh then theo
kích thước mong muốn.

NGUYÊN CÔNG 7 : KHOAN LỖ DẦU
Thực hiện trên máy khoan cần 2B56. Lỗ dầu là lỗ sâu, nên khi
khoan mũi khoan phải ra vào tự động và làm mát mũi khoan liên
tục. Bề mặt để bắt đầu khoan lỗ là mặt trụ nên phải có bạc dẫn
hướng chuyên dùng.
+ Định vị: Sử dụng hai khối V ngắn, một chốt trám định vị ở lỗ
mặt bích, một chốt tỳ ở mặt đầu, vậy định vị 6 bậc tự do.
+ Kẹp chặt: Lực kẹp đặt ngay trên khối V.
NGUYÊN CÔNG 8: SỬA TRỤC
Sau các nguyên công, trục thường bị cong vênh do các yếu tố sau
+ Cong vênh do phân bố nhiệt độ không đều .
+ Do cấu tạo đặc biệt cổ trục khuỷu để bị cong vênh. Do đó sau
khi tơi phải có ngun cơng sửa trục, để nắn thẳng chi tiết, đảm
bảo độ song song giữa cổ khuỷu và cổ biên theo đúng yêu cầu.
Nguyên công này được thực hiện trên máy ép 40T.
NGUYÊN CÔNG 9: MÀI THÔ VÀ MÀI TINH TRỤC
Nguyên công này gồm bước mài thô và mài tinh , thực hiện trên
máy mài trịn ngồi 2A172. Trong q trình mài có tiến dao ngang
nên lực cắt lớn, để tránh biến dạng tại vị trí đối diện với đá mài ta
dùng các vấu tỳ đỡ các cổ trục.
NGUYÊN CÔNG 10: LẮP ĐỐI TRỌNG VÀ CÂN BẰNG
Khi cân bằng trục , thường sử dụng một số mặt phẳng điều
chỉnh (ở đây là các đối trọng). Các máy cân bằng tự động xác định
lượng dư cần hớt đi trên mặt điều chỉnh đó và sẽ cho các dấu hiệu
tương ứng đồng thời cho tất cả các mặt khác trên trục.
Máy cân bằng tự động gồm có các thiết bị cân bằng và có đầu để
lấy kim loại từ trục ra.

NGUN CƠNG 11: KIỂM TRA
Đối với trục, ngun cơng này được thực hiện một cách phức tạp
trên nhiều bề mặt khác nhau:
- Kiểm tra độ song song giữa tâm trục và lỗ khoan
- Độ côn của cổ trục
- Độ ô van của cổ trục.
- Độ chính xác cân bằng của trục
Đối với các chi tiết dạng trục thường phải kiểm tra kích thước,
độ nhám bề mặt, hình dáng hình học các bề mặt .
Kiểm tra kích thước bao gồm kích thước đường kính, chiều dài
bậc trục, kích thước then, then hoa, ren trên trục vv...Khi dung sai
kích thươc lớn hơn 0,02 mm dùng thước cặp, nhỏ hơn 0,02mm
dùng thước panme hoặc calíp, đồng hồ so vv...
Nếu yêu cầu chính xác cao dùng dụng cụ quang học. Trong sản
xuất lớn dùng đồ gá chuyên dùng để kiểm tra.
Kiểm tra hinh dáng hình học của trục nhờ đồng hồ so. Chi tiết
đươc gá trên hai mũi tâm của máy tiện hoặc đồ gá chuyên dùng,
kiểm tra ở một tiết diện đánh giá độ ô van, kiểm tra nhiều tiết diện
dọc trục suy ra độ cơn .
Kiểm tra vị trí tương quan giữa các bề mặt bao gồm :
+ Kiểm ra độ dao động giữa trục được thực hiện bằng cách đặt
trục lên khối V, cịn đầu đo của đồng hồ thì tỳ vào cổ trục cần đo.
Hiệu số lớn nhất và nhỏ nhất khi quay trục một vịng, chính là trị
số dao động đó .
+ Kiểm tra độ song song các then, then hoa (chân đỉnh mặt
bên) với đường tâm của các cổ đỡ được xác định nhờ đồng hồ ở
hai vị trí


+ Kiểm tra độ đồng tâm của trục nhờ đồ gá mang đồng hồ so

quay quanh một bậc trục trong khi mũi tì đồng hồ tì vào bậc trục
cần kiểm tra.
Chương 4: Lựa chọn phương pháp xử lý nhiê ̣t cho sản phẩm đã
chọn
- Phương pháp hoá nhiệt luyện:
+ Đối với loại thép ít các bon ( kể cả thép hợp kim ) sau khi gia công cắt gọt phải
tôi.
+ Đối với các chi tiết bánh răng có yêu cầu tính chịu mài mịn cao thi phải thấm
Nitơ.
Kêt Luận: Do kích thước của trục chế tạo, ta chọn phương pháp tơi thể tích.
Tơi : 820 độ C nguội trong dầu.
Ram cao: 500 độ C thời gian ram 1-2h. Thu đc tổ chức Xoocbit ram độ cứng
chỉ đạt 180-250HB.
Đối với chi tiết trục vừa chịu mài mịn và va đập thì sau khi nhiệt luyện hóa
tốt (tơi+ram cao) ta phải tơi cảm ứng + ram thấp (150-250 độ C) : bề mặt đạt đc độ
cứng 50-58HRC chống mài mòn khá tốt, lõi đạt độ cứng 30-40HRC chịu được va
dập cao. Tuy nhiên trục ta chế tạo chỉ là truyền lực, không cần thực hiện tôi cảm
ứng và ram thấp.
- Tôi cổ trục : Đây là phương pháp tôi cục bộ trên chi tiết,do đó cần có tơi
cao tần và được thực hiện theo phương pháp sau:
- Cổ trục được lồng vào các vịng tơi, khe hở giữa các bề mặt cần tơi và các
bề mặt trong cua vịng tơi khoảng 1-1,5 mm . Trong khi tơi cao tần, trục quay
với 30vịng/phút.Khi cho dịng điện có tần số cao ( khoảng 2000HZ ), bề mặt
trục bị nung nóng đạt đến nhiệt độ 830 - 8500C trong khoảng thời gian từ 4 - 6
giây.
- Sau khi đạt đến nhiệt độ này, trong vòng tơi có các ống đặc biệt xun thấu
qua nước, nước theo ống phun vào bề mặt chi tiết, nước có nhiệt độ từ 30 400C phun ra vòi áp suất 3 - 4 kg/cm2 . Tồn bộ ngun cơng này kéo dài từ 10
- 18 giây .
- Sau khi tôi, cần phải ram để khử ứng suất bên trong ở nhiệt độ khoảng 200 2200C và giữ nhiệt độ đó trong khoảng thời gian 2 giờ

- Khi tôi cao tần, trục bị biến dạng do xuất hiện ứng suất bên trong. Các cổ
trục bị đốt nóng khơng đều do đặt các vịng khơng đúng , làm nguội khơng đồng
đều.
Chương 5: Kết luận
Với việc phân tích, phân loại như trên ta có thể thấy cơng dụng to lớn của
trụ trong cuộc sống hiện đại ngày nay.Vì vậy trụ luôn được sử dụng rộng rãi
trên thế giới bởi những ưu điểm vượt trội của nó.
Trụ là một bước tiến đột phá trong ngành thiết kế đường ống:
• Dễ dàng trong việc lắp đặt, kiểm tra và sửa chữa.
• Đơn giản trong việc bảo trì và vận hành.
• Hiệu quả trong việc kiểm tra và điều chỉnh
Sau một thời gian làm đồ án, dưới sự hướng dẫn chỉ bảo của thầy giáo hướng
dẫn:……...……. đến nay bài tập của em đã hồn thành.
Qua q trình làm bài tập đã giúp em làm quen với những công việc cụ thể
của người kỹ sư cơ khí trong tương lai, phương pháp làm việc độc lập, sáng tạo,
khoa học, kỷ luật, đồng thời bài tập đã giúp bản thân em củng cố thêm các kiến
thức đã được học cũng như học hỏi được nhiều kiến thức và kinh nghiệm quý
báu. Do thời gian có hạn và kiến thức thực tế cịn hạn chế nên trong q trình
làm bài tập của em khơng tránh được những thiếu sót. Kính mong thầy chỉ bảo
để bài tập của em được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng em xin chân thành cám ơn thầy giáo hướng dẫn:……...……. đã tận
tình hướng dẫn cho em hồn thành bài tập này.
Em xin chân thành cám ơn!