Thiết kế băng gầu nóng - Chương 7

Chương 7.
QUY TRÌNH GIA CÔNG TRỤC ĐĨA XÍCH CHỦ ĐỘNG
I. Xác đònh phương pháp chế tạo phôi và thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phôi.
1. Xác đònh phương pháp chế tạo phôi.
Vật liệu và phôi dùng để chế tạo các chi tiết dạng trục là thép 40X.
Việc chọn phôi dùng để chế tạo trục phụ thuộc vào hình dáng, kết cấu và sản
lượng của lọai trục đó.Với trục bậc có đường kính chênh nhau không lớn lắm có
thể dùng phôi cán. Tuy nhiên trong sản xuất hàng lọat lớn, phôi của trục được chế
tạo bằng dập nóng trên máy dập hoặc ép trên máy ép,với trục bậc có thể rèn trên
máy rèn ngang và cũng có thể được chế tạo bằng phương pháp đúc. Vậy ta chọn
phôi là phôi đúc.
Trước khi gia công, việc gia công chuẩn bò phôi được tiến hành ở phân xưởng
chuẩn bò phôi. Vì đây là phôi dập nên các bavia, đậu ngót,đậu rót được làm sạch
trước khi đem gia công cơ.
2. Thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phôi.
Hình 7.1 Chi tiết trục lồng phoi
1575.6
II. Quy trình công nghệ các chi tiết dạng trục.
Vì qui trình sản xuất là hàng lọat lớn muốn chuyên môn hoá cao, để đạt năng suất
cao trong điều kiện sản xuất Việt Nam thì đường lối công nghệ thích hợp nhất là
phân tán nguyên công. Ở đây ta dùng máy vạn năng kết hợp đồ gá chuyên dùng
dễ chế tạo.
1. Chuẩn đònh vò khi gia công các chi tiết trục.
Đối với chi tiết dạng trục yêu cầu về độ đồng tâm giữa các cổ trục là rất quan
trọng. Để đảm bảo yêu cầu này, khi gia công trục cần phải dùng chuẩn tinh thống
nhất.
Trang 77
Chuẩn tinh thống nhất khi gia công các chi tiết dạng trục là 2 lỗ tâm côn ở 2 đầu
trục. Dùng 2 lỗ tâm côn làm chuẩn có thể hoàn thành việc gia công thô và tinh
hầu hết các bề mặt của trục.
Do trục đặc nên ta dùng mũi tâm thường có mũi tâm trước là mũi tâm tùy động.

2. Đánh số các bề mặt gia công.
1 2 3 4 5 6 7
8 9 10 11
12 13 14 15 16 17
Hình 7.2 Thứ tự bề mặt gia công
3. Trình tự gia công:
Trước khi gia công, việc gia công chuẩn bò phôi được tiến hành ở phân xưởng
chuẩn bò phôi. Vì đây là phôi đúc nên các bavia, đậu ngót,đậu rót được làm sạch
trước khi đem gia công cơ.
•Nguyên công 1: chọn mặt 2 và mặt 15 làm chuẩn để gia công mặt 1 và mặt 17,
khoan 2 lỗ tâm.
Bước 1: tiện vạt mặt 1.
Bước 2: khoan lỗ tâm Φ6 tại mặt 1.
Bước 3: tiện vạt mặt 17.
Bước 4: khoan lỗ tâm Φ6 tại mặt 17.
•Nguyên công 2: chọn 2 lỗ tâm đònh vò làm chuẩn để gia công thô các mặt trụ 2,
4, 5, 6, 7, 9.
Bước 1: gia công thô các mặt trụ 2, 4, 5, 6, 7, 9.
Bước 2: gia công bán tinh các mặt trụ 2, 4, 5, 6, 7, 9.
•Nguyên công 3: chọn 2 lỗ tâm đònh vò làm chuẩn để gia công tinh các mặt trụ
2, 4, 5, 6, 7, 9.
Bước 1: gia công tinh các mặt trụ 2, 4, 5, 6, 7, 9.
Bước 2: gia công mỏng các mặt trụ 2, 4, 5, 6, 7, 9.
•Nguyên công 4: chọn 2 lỗ tâm đònh vò làm chuẩn để gia công thô các mặt trụ
10, 12, 13, 14, 15.
Bước 1: gia công thô các mặt trụ 10, 12, 13, 14, 15.
Bước 2: gia công bán tinh các mặt trụ 10, 12, 13, 14, 15.
Trang 78
•Nguyên công 5: chọn 2 lỗ tâm đònh vò làm chuẩn để gia công tinh các mặt trụ
10, 12, 13, 14, 15.

Bước 1: gia công tinh các mặt trụ 10, 12, 13, 14, 15.
Bước 2: gia công mỏng các mặt trụ 10, 12, 13, 14, 15.
•Nguyên công 6: chọn 2 lỗ tâm kết hợp với luy nét để phay các rãnh then.
Bước 1: phay rãnh then 8 và 11 bằng dao phay ngón Φ 22.
Bước 2: phay rãnh then 3 và 16 bằng dao phay ngón Φ 20.
4. Trình tự tiến hành các nguyên công:
•Nguyên công 1: chọn mặt 2 và mặt 15 làm chuẩn để gia công mặt 1 và mặt 17,
khaon 2 lỗ tâm.
Sơ đồ gá:
Hình 7.3 Sơ đồ gá của nguyên công 1
Chọn máy: căn cứ vào sổ tay công nghệ chế tạo máy ta chọn máy tiện
1K62 có các thông số sau:
Đường kính gia công lớn nhất: 400mm.
Khoảng cách giữa hai mũi tâm: 1400 mm.
Số cấp tốc độ: 23.
Giới hạn số vòng quay: 2,5 – 2000 (vòng/phút).
Công suất động cơ: 10 kW.
Kích thước máy: 1165 x 2785 mm.
Đồ gá: sử dụng mâm cặp ba chấu tự đònh tâm.
Dụng cụ cắt do vật liệu chế tạo trục là thép 45 nên ta chọn dao cắt là dao
tiện T15K6.
Dụng cụ dùng để kiểm tra là thước cặp.
•Nguyên công 2: chọn 2 lỗ tâm đònh vò làm chuẩn để gia công thô các mặt trụ 2,
4, 5, 6, 7, 9.
Sơ đồ gá:
Trang 79
Hình 7.4 Sơ đồ gá của nguyên công 3
Chọn máy: căn cứ vào sổ tay công nghệ chế tạo máy ta chọn máy tiện
1K62 có các thông số sau:
Đường kính gia công lớn nhất: 400mm.

Khoảng cách giữa hai mũi tâm: 1400 mm.
Số cấp tốc độ: 23.
Giới hạn số vòng quay: 2,5 – 2000 (vòng/phút).
Công suất động cơ: 10 kW.
Kích thước máy: 1165 x 2785 mm.
Đồ gá: sử dụng mâm cặp ba chấu tự đònh tâm.
Dụng cụ cắt do vật liệu chế tạo trục là thép 45 nên ta chọn dao cắt là dao
tiện T15K6.
Dụng cụ dùng để kiểm tra là thước cặp.
Đồ gá: sử dụng mâm cặp ba chấu tự đònh tâm.
Dụng cụ cắt do vật liệu chế tạo trục là thép 45 nên ta chọn dao cắt là mũi
khoan thép gió T15K6.
Dụng cụ dùng để kiểm tra là thước cặp.
•Nguyên công 3: chọn 2ø lỗ tâm đònh vò làm chuẩn để gia công thô các mặt trụ
2, 4, 5, 6, 7, 9.
Sơ đồ gá:
Hình 7.5 Sơ đồ gá của nguyên công 4
Chọn máy: căn cứ vào sổ tay công nghệ chế tạo máy ta chọn máy khoan
2C170 có các thông số:
Đường kính gia công lớn nhất: 70 mm.
Trang 80
Khoảng cách từ trục đến bàn máy: 50 – 1350 mm.
Số cấp tốc độ: 12.
Giới hạn số vòng quay: 32 – 385 (vòng/phút).
Công suất động cơ: 10 kW.
Kích thước máy: 1300 x 1700 mm.
Đồ gá: sử dụng mâm cặp ba chấu tự đònh tâm.
Dụng cụ cắt do vật liệu chế tạo trục là thép 45 nên ta chọn dao cắt là mũi
khoan thép gió T15K6.
Dụng cụ dùng để kiểm tra là thước cặp.

•Nguyên công 4: chọn 2ø lỗ tâm đònh vò làm chuẩn để gia công thô các mặt trụ
10, 12, 13, 14, 15.
Sơ đồ gá:
Hình 7.6 Sơ đồ gá của nguyên công 5
Chọn máy: căn cứ vào sổ tay công nghệ chế tạo máy ta chọn máy tiện
1K62 có các thông số sau:
Đường kính gia công lớn nhất: 400mm.
Khoảng cách giữa hai mũi tâm: 1400 mm.
Số cấp tốc độ: 23.
Giới hạn số vòng quay: 2,5 – 2000 (vòng/phút).
Công suất động cơ: 10 kW.
Kích thước máy: 1165 x 2785 mm.
Đồ gá: sử dụng mâm cặp ba chấu tự đònh tâm.
Dụng cụ cắt do vật liệu chế tạo trục là thép 45 nên ta chọn dao cắt là dao
tiện T15K6.
Dụng cụ dùng để kiểm tra là thước cặp.
•Nguyên công 5: chọn 2 lỗ tâm làm chuẩn gia công các rãnh then 3, 8, 11, 16.
Sơ đồ gá:
Trang 81
Hình 7.7 Sơ đồ gá của nguyên công 6
Chọn máy: căn cứ vào sổ tay công nghệ chế tạo máy ta chọn máy tiện
1K62 có các thông số sau:
Đường kính gia công lớn nhất: 400mm.
Khoảng cách giữa hai mũi tâm: 1400 mm.
Số cấp tốc độ: 23.
Giới hạn số vòng quay: 2,5 – 2000 (vòng/phút).
Công suất động cơ: 10 kW.
Kích thước máy: 1165 x 2785 mm.
Đồ gá: sử dụng mâm cặp ba chấu tự đònh tâm.
Dụng cụ cắt do vật liệu chế tạo trục là thép 45 nên ta chọn dao cắt là dao

tiện T15K6.
Dụng cụ dùng để kiểm tra là thước cặp.
•Nguyên công 6: chọn 2 lỗ tâm kết hợp với luy nét làm chuẩn gia công các rãnh
then 3, 8, 11, 16.
Sơ đồ gá:
Hình 7.8 Sơ đồ gá của nguyên công 7
Chọn máy: căn cứ vào sổ tay công nghệ chế tạo máy ta chọn máy tiện
6M1211 có các thông số sau:
Khoảng cách từ trục đến bàn máy: 30 – 400 mm.
Kích thước bàn máy: 320 x 1250 mm.
Số cấp chạy dao: 18.
Giới hạn chạy dao:
Trang 82
Chạy dao dọc: 25 – 1250 mm/phút.
Chạy dao ngang: 25 – 1250 mm/phút.
Chạy dao đứng: 8,3 – 416,6 mm/phút.
Số cấp tốc độ: 18.
Giới hạn vòng quay: 31,5 – 1600 vòng/phút.
Công suất động cơ: 4,5 kW.
Kích thước máy: 1745 x 2260 mm.
Đồ gá: sử dụng mâm cặp ba chấu tự đònh tâm.
Dụng cụ cắt do vật liệu chế tạo trục là thép 45 nên ta chọn dao cắt là dao
tiện T15K6.
Dụng cụ dùng để kiểm tra là thước cặp.
III. Tính lượng dư gia công
1. Tính lượng dư gia công tại mặt trụ þ70.
Chọn phôi là phôi đúc cấp chính xác II.
Tra bảng (2-7) [09]
Chất lượng bề mặt của chi tiết đúc cấp chính xác II: (R
Z

+ h) = 400µm.
Tra bảng (3-69) [09] ta có:
Cấp chính xác R
z
h
Tiện thô 14 100 (µm) 100(µm)
Tiện bán tinh 11 50(µm) 50(µm)
Tiện tinh 10 25(µm) 25(µm)
Tiện mỏng 9 5(µm) 5(µm)
p dụng công thước tính lượng dư gia công, CT bảng 9 [08].
)(2.2
22
min gdpaZab
pTRZ
ε
+++=
Trong đó:
R
za
:chiều cao nhấp nhô tế vi do bước công nghệ sát trước để lại.
T
a
:chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt do bước công nghệ sát trước để lại.
ε
gđ
:sai số gá đặt chi tiết ở bước công nghệ đang thực hiện. Vì đồ gá là 2 mũi
chống tâm, mũi tâm trước là mũi tâm tùy động nên sai số gá đặt trong trường hợp
này ε
gđ
=0. Như vậy trong công thức tính Z

min
không còn sai số gá đặt.
p
p
: Sai lệch về vò trí không gian của phôi.
Trang 83
Sai lệch về vò trí không gian của phôi được xác đònh theo công thức trang 52 [08].
222
tctlkp
pppp ++=
Trong đó:
• ρ
lk
=1 : độ lệch của khuôn dập (phôi trong khuôn bò lệch) so với tâm danh
nghóa.
• ρ
t
: sai lệch của phôi do lấy tâm làm chuẩn và được xác đònh bằng công
thức sau:
ρ
t
=
2
2
25,0
2
+









p
δ
 δ
p
=3 mm: dung sai của phôi dập và 0,25 là độ võng của tâm phôi.
Như vậy ta có:
ρ
t
=
mm52,125,0
2
3
2
2
=+






• ρ
ct
:độ cong vênh của phôi thô (độ cong của đường trục phôi), công thức
trang 52 [08].

ρ
ct
=∆
k
.L
c
= 1,3.93 = 139,5 µm .
 ∆
k
: độ cong giới hạn của phôi trên 1mm chiều dài ∆
k
=0,3 µm/mm tra
bảng 15 [08].
 L= 93 mm: chiều dài trục.
Do đó sai lệch không gian của phôi là:
ρ
p
=
mm825,152,11395,01
222
=++
ρ
p
= 1825 µm.
Theo trang 343 [10] sai lệch còn lại của các nguyên công:
Sai lệch còn lại sau nguyên công tiện thô
ρ
1
= K
s

. ρ
p
trang 343 [10]; độ bóng bề mặt ∇3.
= 0,06.1825 = 109,5 µm.
Trong đó:
K
s
: hệ số giảm sai khi tiện thô.
Sai lệch còn lại sau nguyên công tiện bán tinh
ρ
2
= K
s
. ρ
p

= 0,05.109,5 = 5,475 µm.
Trang 84
Sai lệch còn lại sau nguyên công tiện tinh
ρ
3
= K
s
. ρ
p
trang 343 [10];
= 0,04.5,475 = 0,219 µm.
Lượng dư nhỏ nhất của từng nguyên công:
Tiện thô:
2Z

bmin
= 2(100 + 100 +1825) = 4050 µm.
Tiện bán tinh:
2Z
bmin
= 2(50 + 50 + 109,5) = 419 µm.
Tiện tinh:
2Z
bmin
= 2(25 + 25 +5,475) = 110,95 µm.
Tiện mỏng:
2Z
bmin
= 2(5 + 5 + 0,219) = 20,438 µm.
Kích thước sau từng nguyên công. Ghi kích thước chi tiết vào hàng cuối cùng còn
các kích thước khác thì lấy kích thước khác ở nguyên công trước cộng với lượng
dư tính toán nhỏ nhất. Ta có:
Tiện tinh:
d
3
= 70 + 0,02044 = 70,02044 mm.
Tiện bán tinh:
d
2
= 70,02044 + 0,11095 = 70,1314 mm.
Tiện thô:
d
1
= 70,1314 + 0,419 = 70,55 mm.
Phôi:

d
0
= 70,55 + 4,05 = 74,6 mm.
Tính kích thước giới hạn nhỏ nhất bằng cách làm tròn số của kích thước tính toán
theo hàng số có nghóa của dung sai δ. Kích thước giới hạn lớn nhất bằng cách
cộng kích thước giới hạn nhỏ nhất với dung sai δ.
Với dung sai δ tra bảng (3-91) [09].
Tiện mỏng:
d
4
= 70 + 0,07 = 70,07 mm.
Tiện tinh:
d
3
= 70,07 + 0,19 = 70,26 mm.
Tiện bán tinh:
Trang 85
d
2
= 70,26 + 0,3 = 70,56 mm.
Tiện thô:
d
1
= 70,56 + 0,74 = 71,3 mm.
Phôi:
d
0
= 71,3 + 3 = 74,3 mm.
Xác đònh lượng dư giới hạn:
Z

bmax
: hiệu các kích thước giới hạn lớn nhất.
Z
bmin
: hiệu các kích thước giới hạn nhỏ nhất.
Tiện mỏng:
2Z
bmax
= 70,26 – 70,07 = 0,19 mm.
2Z
bmin
= 70,07 – 70 = 0,07 mm.
Tiện tinh:
2Z
bmax
= 70,56 – 70,26 = 0,3 mm.
2Z
bmin
= 70,26 – 70,07 = 0,19 mm.
Tiện bán tinh:
2Z
bmax
= 71,3 – 70,56 = 0,74 mm.
2Z
bmin
= 70,56 – 70,26 = 0,3 mm.
Tiện thô:
2Z
bmax
= 74,3 – 71,3 = 3 mm.

2Z
bmin
= 71,3 – 70,56 = 0,74 mm.
Xác đònh lượng dư tổng cộng:
Z
0max
= ∑
n
b
Z
1
max

= 0,19 + 0,3 + 0,74 + 3 = 4,23 mm.
= 4230 µm.
Z
0min
=
∑
n
b
Z
1
min

= 0,07 + 0,19 + 0,3 + 0,74 = 1,3 mm.
= 1300 µm.
Kiểm tra tính đúng khi ta có biểu thức:
Z
0max

– Z
0min
= δ
p
- δ
chi tiết
µm.
4230 – 1300 = 3000 - 70
Trang 86
2930 = 2930.
Bảng tính lượng dư tại mặt trụ φ70.
Bước
công
nghệ
Các yếu tố (µm) Kích
thước
tính
toán
(mm)
Dung
sai
(µm).
Lượng
dư
tính
toán
(µm).
Kích thước giới
hạn (mm).
Lượng dư giới

hạn (µm)
R
Z
T
a
p
a
ε
gd
d
δ
2Z
bmin
d
min
d
max
2Z
bmin
2Z
bmax
Phôi 150 250 1825 0 74,6 3000
–
74,6 74,3
– –
T.thô 100 100 109,5 0 70,55 740 4050 70,55 71,3 740 3000
T.b.tinh 50 50 5,48 0 70,131 300 419 70,13 70,56 300 740
T.tinh 25 25 0,22 0 70,020 190 110,9 70,02 70,26 190 300
T.mỏng 5 5
–

0 70 70 20,44 70 70,06 70 190
2. Tính lượng dư gia công tại mặt trụ þ80.
Chọn phôi là phôi đúc cấp chính xác II.
Tra bảng (2-7) [09]
Chất lượng bề mặt của chi tiết đúc cấp chính xác II: (R
Z
+ h) = 400µm.
Tra bảng (3-69) [09] ta có:
Cấp chính xác R
z
h
Tiện thô 14 100 (µm) 100(µm)
Tiện bán tinh 11 50(µm) 50(µm)
Tiện tinh 10 25(µm) 25(µm)
Tiện mỏng 9 5(µm) 5(µm)
p dụng công thước tính lượng dư gia công, CT bảng 9 [08].
)(2.2
22
min gdpaZab
pTRZ
ε
+++=
Trong đó:
R
za
:chiều cao nhấp nhô tế vi do bước công nghệ sát trước để lại.
T
a
:chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt do bước công nghệ sát trước để lại.
ε

gđ
:sai số gá đặt chi tiết ở bước công nghệ đang thực hiện. Vì đồ gá là 2 mũi
chống tâm, mũi tâm trước là mũi tâm tùy động nên sai số gá đặt trong trường hợp
này ε
gđ
=0. Như vậy trong công thức tính Z
min
không còn sai số gá đặt.
p
p
: Sai lệch về vò trí không gian của phôi.
Sai lệch về vò trí không gian của phôi được xác đònh theo công thức trang 52 [08].
222
tctlkp
pppp ++=
Trang 87
Trong đó:
• ρ
lk
=1 : độ lệch của khuôn dập (phôi trong khuôn bò lệch) so với tâm danh
nghóa.
• ρ
t
: sai lệch của phôi do lấy tâm làm chuẩn và được xác đònh bằng công
thức sau:
ρ
t
=
2
2

25,0
2
+








p
δ
 δ
p
=3 mm: dung sai của phôi dập và 0,25 là độ võng của tâm phôi.
Như vậy ta có:
ρ
t
=
mm52,125,0
2
3
2
2
=+







• ρ
ct
:độ cong vênh của phôi thô (độ cong của đường trục phôi), công thức
trang 52 [08].
ρ
ct
=∆
k
.L
c
= 1,2.229,5 = 275,4 µm .
 ∆
k
: độ cong giới hạn của phôi trên 1mm chiều dài ∆
k
=0,3 µm/mm tra
bảng 15 [08].
 L= 229,5 mm: chiều dài trục.
Do đó sai lệch không gian của phôi là:
ρ
p
=
mm84,152,12754,01
222
=++
ρ
p
= 1840 µm.

Theo trang 343 [10] sai lệch còn lại của các nguyên công:
Sai lệch còn lại sau nguyên công tiện thô
ρ
1
= K
s
. ρ
p
trang 343 [10]; độ bóng bề mặt ∇3.
= 0,06.1840 = 110,4 µm.
Trong đó:
K
s
: hệ số giảm sai khi tiện thô.
Sai lệch còn lại sau nguyên công tiện bán tinh
ρ
2
= K
s
. ρ
p

= 0,05.110,4 = 5,52 µm.
Sai lệch còn lại sau nguyên công tiện tinh.
ρ
3
= K
s
. ρ
p

trang 343 [10];
Trang 88
= 0,04.5,52 = 0,22 µm.
Lượng dư nhỏ nhất của từng nguyên công:
Tiện thô:
2Z
bmin
= 2(100 + 100 +1840) = 4080 µm.
Tiện bán tinh:
2Z
bmin
= 2(50 + 50 + 110,4) = 420,8 µm.
Tiện tinh:
2Z
bmin
= 2(25 + 25 +5,52) = 111,04 µm.
Tiện mỏng:
2Z
bmin
= 2(5 + 5 + 0,22) = 20,44 µm.
Kích thước sau từng nguyên công. Ghi kích thước chi tiết vào hàng cuối cùng còn
các kích thước khác thì lấy kích thước khác ở nguyên công trước cộng với lượng
dư tính toán nhỏ nhất. Ta có:
Tiện tinh:
d
3
= 79,999 + 0,0204 = 80,019 mm.
Tiện bán tinh:
d
2

= 80,019 + 0,11 = 80,13 mm.
Tiện thô:
d
1
= 80,13 + 0,421 = 80,55 mm.
Phôi:
d
0
= 80,55 + 4,08 = 84,631 mm.
Tính kích thước giới hạn nhỏ nhất bằng cách làm tròn số của kích thước tính toán
theo hàng số có nghóa của dung sai δ. Kích thước giới hạn lớn nhất bằng cách
cộng kích thước giới hạn nhỏ nhất với dung sai δ.
Với dung sai δ tra bảng (3-91) [09].
Trang 89