Đề tài : Nghiên cứu thiết kế và chế tạo cụm cầu sử dụng cho các loại ô tô tải nhỏ tải trọng đến ba tấn

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

BỘ CÔNG THƯƠNG



CHƯƠNG TRÌNH KHCN CẤP NHÀ NƯỚC KC.05/06-10





BÁO CÁO TỔNG HỢP
KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO CỤM CẦU SAU SỬ DỤNG
CHO CÁC LOẠI Ô TÔ TẢI NHỎ TẢI TRỌNG ĐẾN 3 TẤN
MÃ SỐ: KC.05.22/06-10





Cơ quan chủ trì đề tài: Tổng công ty Máy động lực và máy nông nghiệp
Việt Nam
Chủ nhiệm đề tài: ThS. Đỗ Giao Tiến

8468


Hà Nội - 2010

2


BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

BỘ CÔNG THƯƠNG




CHƯƠNG TRÌNH KHCN CẤP NHÀ NƯỚC KC.05/06-10




BÁO CÁO TỔNG HỢP
KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO CỤM CẦU SAU SỬ DỤNG
CHO CÁC LOẠI Ô TÔ TẢI NHỎ TẢI TRỌNG ĐẾN 3 TẤN
MÃ SỐ: KC.05.22/06-10

Chủ nhiệm đề tài: Cơ quan chủ trì đề tài:






ThS. Đỗ Giao Tiến







Hà Nội - 2010

3
DANH SÁCH NHỮNG NGƯỜI THỰC HIỆN

STT Họ và tên Đơn vị công tác
A Chủ nhiệm đề tài

ThS. Đỗ Giao Tiến
Nhà máy ô tô Cổ Loa - Tcty máy
động lực và máy nông nghiệp
B Cán bộ tham gia nghiên cứu
1 ThS. Lê Quỳnh Mai Công ty Mekong Auto
2
ThS. Hoàng Minh Đức

Tcty máy động lực và máy nông
nghiệp
3
ThS. Lê Trí Hùng
Tcty máy động lực và máy nông
nghiệp
4 ThS. Đinh Mạnh Cường Công ty Mekong Auto
5 KS. Nguyễn Mạnh Trường Công ty Mekong Auto
6 ThS. Trần Phúc Hoà Trường ĐH Công nghiệp Hà Nội
7 TS. Lê Hồng Quân Trường ĐH Công nghiệp Hà Nội
8 TS. Nguyễn Thanh Quang Công ty Mekong Auto
DANH SÁCH NHỮNG ĐƠN VỊ PHỐI HỢP THỰC HIỆN CHÍNH
TT
Tªn ®¬n vÞ §Þa chØ
1

Công ty Cổ phần Cơ khí Cổ Loa Thị trấn Đông Anh-Hà Nội

2

Công ty Cổ phần Cơ khí đúc Mê
Linh

Thị trấn Mê Linh-Hà Nội
3
Công ty TNHH MTV Máy kéo máy
nông nghiệp

Số 4 Chu Văn An, TP Hà Đông-Hà Nội
4

Nhà máy Ô tô Cổ Loa Thị trấn Đông Anh, Hà Nội
5
Công ty TNHH MTV Hội Ô tô Lý Thường Kiệt, Hoàn Kiếm, Hà Nội
6
Bộ môn Ô tô và xe chuyên dụng Viện cơ khí động lực – Trường ĐHBK HN

4
MỞ ĐẦU
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài:
Làm chủ được các công nghệ trong thiết kế, chế tạo, lắp ráp và thử nghiệm cầu sau
ô tô gồm:
1) Nắm vững và sử dụng thành thạo phần mềm thiết kế 3D trong thiết kế cụm cầu
sau, trong đó sử dụng phần mềm phần tử hữu hạn để tính bền theo ứng suất, tối ưu
hóa.
2) Sử dụng các công nghệ bi
ến dạng dẻo và công nghệ phối hợp để tạo phôi các chi
tiết dạng bánh răng, bán trục với độ bền cao và tiết kiệm kim loại.
3) Sử dụng công nghệ đúc chính xác với chất lượng cao trong việc chế tạo thân và
vỏ cầu cầu sau.
4) Công nghệ gia công cơ khí và nhiệt luyện toàn bộ các chi tiết của cụm cầu sau ô
tô tải nhẹ đến 3 tấn đạt tiêu chuẩn chất lượng.
5) Công nghệ lắp ráp đồng bộ cụm cầu sau
6) Công nghệ kiểm tra và thử nghiệm cụm cầu sau ô tô tải nhẹ đến 3 tấn thỏa mãn
yêu cầu của công nghiệp chế tạo ô tô.
Đối tượng nghiên cứu: Cụm cầu sau của xe ô tô tải thông dụng tải trọng đến 3 tấn
đang sản xuất và lắp ráp tại Việt Nam.
Tính cấp thiết: Các vấn đề nghiên cứu trong lĩnh vực ô tô luôn là vấ
n đề được quan
trong trong chiến lược phát triển ngành công nghiệp ô tô đã được Chính phủ đề ra.
Phạm vi nghiên cứu: Công nghệ đúc tạo phôi cụm vỏ hộp cầu sau, công nghệ dập

tạo hình phôi các chi tiết bánh răng truyền động, công nghệ gia công cơ khí các chi
tiết, công nghệ lắp ráp, kiểm tra và thử nghiệm cụm cầu sau.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:
Đề tài có ý nghĩa khoa học khi đồng thờ
i nghiên cứu tổng thể các vấn đề công nghệ
cụm cầu sau ô tô tải từ thiết kế đến chế tạo phôi, gia công, lắp ráp hoàn chỉnh và thử
nghiệm và đánh giá cụm cầu sau xe chế tạo. Đề tài có ý nghĩ thực tiễn cao khi lần
đầu tiên tại Việt Nam cụm cầu sau được nghiên cứu chế tạo hoàn chỉnh.

5
CHƯƠNG 1- TỔNG QUAN
1.1 Tình hình nghiên cứu và chế tạo cầu sau ô tô tải ở nước ngoài
Ở những nước có ngành công nghiệp phát triển như Mỹ, Nga, Nhật
Bản, Đức, việc tập trung nghiên cứu thiết kế và nghiên cứu công nghệ chế
tạo bánh răng vẫn luôn là vấn đề mới. Các tập đoàn lớn chế tạo cầu sau và
hộp số có thị phần lớn trên thế giới là: Eaton, Dana (Mỹ), SF (Đức), AISIN
(Nhật); riêng tập đoàn Eaton năm từ 2000 đầu tư mới 1 nhà máy chuyên sản
xuất cầu sau, hộp số ở Mehico, cung cấp cho thị trường Bắc Mỹ có tổng vốn
đầu tư cũng hơn 100 triệu USD. Cùng với cụm hộp số, cụm cầu sau của tập
đoàn Eaton được xây dựng trên 2 nhóm chính: khả năng truyền mô men lớn
nhất và phân phối tỷ số truyền.
Những tiến bộ
về thiết kế và chế tạo cầu sau:
- Cầu sau nhỏ gọn và truyền được mô men lớn. Giảm trọng lượng cầu,
tăng khoảng sáng gầm xe, dùng bánh răng có mô đun nhỏ hơn, nhưng có độ
bền cao nhờ các tiến bộ về công nghệ chế tạo và vật liệu.
- Vỏ cầu sau bằng gang, thép đúc được thay thế bằng vỏ hợp kim nhẹ
hơn, đặc biệ
t được sử dụng ở xe tải nhẹ.
+ Giảm tiếng ồn nhờ cải tiến biên dạng bánh răng ăn khớp, sử dụng

phương pháp thiết kế hiện đại và công nghệ chế tạo mới trên các máy cắt răng
dạng CNC.
Trên thế giới có nhiều công trình nghiên cứu thiết kế cầu sau, tiêu
biểu là các công trình: “Geared power Transmission Technology” của John.
coy, NASA Lewis Research Center. Công trình “Comparison of Load
capacity Ratings for Involute Gear due to ANSI/AGMA, ISO/DIN and
Comecon Standards” của Dr-Ing. Theodor Hosel. Công trình “Gear Design”
của A.J. Lemnski, The Boeing Co. Công trình “Fundamentals of Gear Stress/

6
Strength Relationships – Materials” của Dale H Breen, Gear Research
Institute. Công trình “Computer Aided Design of Gear” của giáo sư C.H. Suh
Ph. D University of Colorado Boulder Colo, USA, 1996 là những công trình
nghiên cứu thiết kế tiêu biểu trên thế giới.
Những tiến bộ về công nghệ chế tạo và tạo phôi:
- Các tiến bộ về công nghệ chế tạo tập trung vào chế tạo bánh răng và
trục bằng phương pháp biến dạng dẻo, tạo thớ răng, nâng sức bền tiếp xúc và
đặc biệt là sức bền uốn tăng lên t
ừ 20 - 30%. Hai phương pháp cơ bản được
sử dụng là phương pháp bao hình và chép hình. Phương pháp bao hình
thường được sử dụng để cán trục then hoa. Phương pháp chép hình thường
dùng dập nóng và dập nguội để tạo dạng răng. Dập nóng đòi hỏi lực dập nhỏ
nhưng cho độ chính xác thấp. Dập nguội cho độ chính xác của chi tiết dập
nguội cao, lớp bề mặt được hoá bền hơn, có thể để
lượng dư cắt gọt ít, nhưng
đòi hỏi các máy dập cỡ lớn. Gần đây xuất hiện thép rèn nguội mới, với vật
liệu bột bôi trơn giảm ma sát cho phép rèn nguội với lực dập nhỏ.
- Trong quá trình nhiệt luyện do sự thay đổi kết cấu kim loại, gây nên
nội ứng suất và biến dạng cục bộ làm biến dạng thân bán trục, biến dạng
profin răng và lỗ then hoa.

Để giảm biến dạng, khi chế tạo phải giải quyết bài
toán hệ thống từ tạo phôi rèn, thường hoá đến chế độ thấm các bon, nitơ.
Nhiệt độ thường hoá để đồng nhất hoá tổ chức kim loại tương ứng với nhiệt
độ thấm. Quá trình làm nguội bảo đảm ít gây chênh lệch độ cứng theo chiều
dầy lớp thấm
- Công ty DAELIM MTI Hàn Quốc, nhà sản xuất phôi trục và phôi
bánh r
ăng cầu sau và hộp số ôtô có thị phần lớn đã tạo phôi bằng công nghệ
dập nguội trên máy dập 1000 tấn cho phép vật liệu không bị thay đổi tổ chức
và tạo thớ răng. Phương pháp này đã cho năng suất cao, giá thành hạ và độ
bền bánh răng được nâng cao rõ rệt.

7
- Về gia công cơ khí, nhờ sự phát triển của các máy công cụ CNC nên
việc gia công bánh răng và trục được chính xác hơn. Lĩnh vực này có các
công trình “Gear Shaping Machines CNC Development” của John M. Lange,
Miller Assosciates, Inc. Công trình “CNC Gear Shaping” và “Economis of
CNC Gear Hobbing” của Dr. G. Sulzer Leibherr Machine Tools.
- Công nghệ kiểm tra bánh răng với các thiết bị kỹ thuật số hiện đại,
tiêu biểu của hãng HOMMELWERKE GMBH “ Hommel Measuring
Computer Family – MC20” với các thiết bị đo 3 chiều, phần mềm phân tích
sử lý số liệu, máy phân tích vật liệu Trong quá trình lắp ráp thường kiểm tra
độ
ồn cặp bánh răng đồng thời với việc rà trơn bề mặt răng (Gear Noise and
Vibration Tester), kiểm tra độ ồn cụm cầu khi xe làm việc hoặc trên bệ thử
độc lập và kiểm tra mô men tải, hiệu suất truyền lực.
1.2 Tình hình nghiên cứu và chế tạo cầu sau ô tô tải ở trong nước
Công nghệ chế tạo bánh răng của ta ở mức tạo biên dạng răng bằng
phương pháp c
ắt gọt, sau khi thấm các bon, tôi, ram phải gia công bề mặt răng

khắc phục hậu quả của biến dạng bánh xe răng do quá trình nhiệt luyện. Một
số cơ sở sản xuất lớn như HAMECO, đầu tư hệ máy gia công thế hệ mới
nhưng không tập trung sản xuất bánh răng côn xoắn và bánh răng vi sai. Công
ty 179 quân đội cũng đầu tư máy gia công một số bánh răng cầu sau cho xe
UAZ nhưng chỉ s
ản xuất đơn chiếc. Viện Nghiên cứu cơ khí đã có một số
nghiên cứu bánh răng côn cong thay thế đơn lẻ cho các máy mỏ. Công nghệ
tạo phôi hiện nay chủ yếu bằng phương pháp dập nóng hoặc chồn để tạo phôi
tròn cho trục răng. Cụm vỏ thân cầu chưa có cơ sở nào trong nước đầu tư
nghiên cứu theo hướng đồng bộ toàn bộ cụm cầu sau cho dòng xe tải nhẹ.
Công ty 179 quân
đội có sử dụng một số vỏ cầu sau dạng hàn sử dụng cho
UAZ trong giai đoạn thử nghiệm.

8
Tổng công ty máy động lực và máy nông nghiệp (VEAM), với các
đơn vị thành viên như: Công ty Phụ tùng máy số 1, trong những năm qua đã
đầu tư thiết bị thế hệ mới trong gia công và nhiệt luyện, chế tạo được bánh
răng hộp số xe máy (tốc độ cao, tải nhỏ) cho xe máy Honda, Suzuki (đạt tiêu
chuẩn Honda Nhật Bản). Công ty Máy kéo và máy nông nghiệp đã chế tạo
bánh răng, hộp số xe vận chuyển nông thôn đã chế tạo mộ
t số sản phẩm hộp
số sử dụng cho xe vận chuyển, máy nông nghiệp và đang chế tạo thử nghiệm
sản phẩm hộp số ôtô tải thông dụng. Hộp số là sản phẩm truyền thống của
VEAM và với cụm chi tiết vỏ mỏng của hộp số thì VEAM đã có kinh nghiệm
chế tạo lâu năm. Dây chuyền sản xuất bánh răng của Cty Phụ tùng số 1 có th
ể
chế tạo bánh răng dùng cho động cơ, hộp số thuỷ cơ, hộp số máy kéo, máy
xay xát, hộp số ôtô, đến nay công ty đã sản xuất bán ra trên 2.000.000 bánh
răng xe máy các loại. Dây chuyền gia công bánh răng của Công ty Vikyno có

năng lực sản lượng khoảng 40.000 – 50.000 bánh răng/năm. Các đơn vị thành
viên của VEAM lập lên một hệ thống các nhà máy chế tạo có năng lực với
đầy đủ các trang thiết bị phục vụ
sản xuất từ khâu nghiên cứu thiết kế, công
nghệ (R&D) ⇒ luyện gang thép tạo nguyên vật liệu (Rawmaterial) ⇒ tạo
phôi ⇒ gia công cơ khí ⇒ nhiệt luyện ⇒ lắp ráp hoàn thiện ⇒ kiểm tra.
Công ty liên doanh đúc Việt Nhật (VJE) với năng lực về thiết bị, công nghệ
tạo phôi và công nghệ đúc hiện đại của Nhật Bản, các chi tiết thép, gang có
chất lượng cao.
Trong năm 2008, Tcty Máy động l
ực và máy nông nghiệp đã thực
hiện một đề tài cấp Bộ: “Nghiên cứu thiết kế chế tạo cụm cầu sau xe tải nhẹ
dưới 3 tấn”. Tuy nhiên kết quả nghiên cứu của đề tài còn hạn chế do mới
dừng lại ở việc chế tạo được 5 chi tiết truyền động trong cụm cầu sau theo
công nghệ gia công cắt gọt truyền thống gồm: bánh răng quả dứ
a, bánh răng
vành chậu, bánh răng vi sai, bánh răng bán trục và bán trục.

9
Một số công ty thành viên khác với dây chuyền công nghệ của Đài
Loan, đúc khuôn kim loại, với yêu cầu kỹ thuật của Nhật Bản, đúc chi tiết
nhôm chất lượng cao. Các nhà máy sản xuất bánh răng cho hộp số xe máy,
máy kéo của VEAM cũng đã học tập kinh nghiệm của các nhà sản xuất bánh
răng hộp số ôtô: Honda, hộp số Tong IL (Hàn Quốc ), bước đầu đã thu nhận
được một số kinh nghiệ
m cho việc sản xuất của mình.
1.3 Lựa chọn đối tượng và phương pháp nghiên cứu
Theo thống kê, ở Việt Nam có ba nhóm xe tải chính là: Nhóm xe thứ
nhất gồm các xe tải của các nước thuộc Liên Xô cũ như Zil, Gaz, Maz. Các
loại xe này vẫn còn được sử dụng nhiều trong quân đội và đã có từ rất lâu.

Một số loại xe chính hãng đã có cải tiến nhiều nhưng cũng chưa du nhập
nhiều vào Việt Nam. Nhóm xe thứ hai có xu
ất sứ từ Hàn quốc và Nhật Bản là
các xe có chất lượng cao và giá thành cũng rất cao. Công nghệ chế tạo cầu xe
cho nhóm xe này thuộc loại công nghệ cao, chúng ta chưa có khả năng chế
tạo do giá thành cao của việc chuyển giao công nghệ và đầu tư thiết bị công
nghệ. Nhóm xe thứ ba có xuất sứ từ Trung Quốc gồm các loại xe nông dụng,
xe thông dụng và xe thương mại.
Trên cơ sở nghiên cứu một số mẫ
u điển hình của các nhóm xe ô tô tải
nhẹ của một số nước, cũng như nghiên cứu nhu cầu sử dụng xe của thị trường,
khả năng công nghệ thực hiện trong nước thì đề tài đã lựa chọn mẫu xe LiFan
của Trung Quốc, nhãn hiệu LF 3070G1, tải trọng 2,98 tấn. Mặt khách do giá
thành của xe Trung Quốc phù hợp với thị trường Việt Nam, khả năng chế tạo
các linh kiệ
n tại Việt Nam có thể thực hiện được do việc thiết kế linh hoạt của
các nhà thiết kế Trung Quốc nên việc lựa chọn thiết kế và chế tạo theo mẫu
của Trung Quốc phù hợp với điều kiện Việt Nam như hiện nay.


10
Bng 1.1 c tớnh k thut ca ụ tụ ti t Lifan LF3070G1
Kiểu loại

Lf3070g1
Kích thớc toàn bộ (dài x rộng x cao) mm 5990 x 2190 x 2540
Kích thớc lòng thùng mm 3700 x 2000 x 600
Chiều dài cơ sở mm 3350
Vết bánh trớc mm 1640
Vết bánh sau mm 1630

Số chỗ ngồi Ngời 3
Tự trọng của xe kg 4230
Tải trọng của xe kg 2980
Trọng lợng toàn bộ kg 7405
Vận tốc lớn nhất km/h 75
Khoảng sáng gầm xe mm 215
Góc vợt dốc lớn nhất % 20
Kiểu lốp 8.25 -16, 8.25-20
Model động cơ
4102qbz
Đờng kính xy lanh mm 102
Hành trình piston mm 115
Dung tích buồng đốt Lít 3.76
Công suất max./số vòng quay Kw/rpm 81/3000
Mô men xoắn max./số vòng quay N.m/rpm 320/2000-2200
Loại nhiên liệu Diezel
Hệ thống ly hợp Một đĩa, loại khô
Hộp số 5 số tiến, 1 số lùi
Tỷ số truyền các tay số I-7.31; II-4.31; III-2.45;
IV-1.54;V-1.00; R-7.66
Tỷ số truyền cầu sau 6.57
Vmax khi toàn tải ở ta
y
số cao nhất: 75 (km/h)
Độ dốc lớn nhất xe vợt đợc: 20 (%)


11
1.4 Cách tiếp cận, phương pháp nghiên cứu và kỹ thuật sử dụng trong
nghiên cứu

- Ứng dụng và phát triển kết quả của đề tài cấp bộ đã thực hiện và đã được
nghiệm thu. Phân tích kỹ về vật liệu, thiết kế tổng thể và chi tiết, xây dựng
quy trình công nghệ tạo phôi đúc, phôi rèn, chế độ gia công chính xác, nhiệt
luyện và các yêu cầu trong lắp ráp, chăm sóc và bảo dưỡng kỹ thuậ
t.
- Nghiên cứu thiết kế, công nghệ chế tạo trên quan điểm kế thừa, chọn lọc có
tính thích ứng công nghệ, phù hợp trang thiết bị trong nước và có khả năng
phát triển thiết kế. Nghiên cưú đánh giá thành công chủng loại cầu sau cho xe
tải thông dụng của các hãng sản xuất nổi tiếng trên thế giới như TONGIL,
HWASHIN (Hàn Quốc), Nissan (Nhật Bản), Zil và GAZ (Nga), MAZ
(Bêlarus), Dongfeng, Lifan (Trung Quốc) để áp dụng trong sản phẩm của
đề
tài.
- Cụm cầu sau lựa chọn mẫu nghiên cứu thoả mãn một số yêu cầu như: Cầu
sau phải đạt các chỉ số trung bình tiên tiến của thế giới, có giá bán trung bình
không cao, có khả năng tìm được nhà sản xuất hợp tác cung ứng cung cấp chi
tiết, linh kiện lắp ráp cả việc cung cấp phôi và có khả năng tiêu thụ trong
nước và tiến tới xuất khẩu. Trong đề tài đã chọn loại cầ
u sau lắp trên xe ô tô
tải nhẹ 3 tấn hiệu Lifan của Trung Quốc, đây là loại xe đã có thương hiệu lớn
tại Trung Quốc và có thị phần lớn tại Việt Nam.
Phương pháp nghiên cứu:
a/ Phương pháp nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm
+ Nghiên cứu tổng quan
+ Nghiên cứu lý thuyết
+ Chế tạo thử nghiệm
+ Theo dõi, phân tích đánh giá.

12
b/ Phương pháp chuyên gia

+ Phối hợp với sự đóng góp cụ thể của các nhà khoa học bằng cách tham gia
đề tài và tư vấn chuyên môn.
+ Phối hợp với sự đóng góp của các chuyên gia có kinh nghiệm về những
công việc chuyên môn.
c/ Ngoài ra đề tài sẽ áp dụng công nghệ mới được TCty VEAM đầu tư trên
các hệ máy trung tâm gia công, trung tâm nhiệt luyện và cùng một số dây
chuyền đúc, dây chuyền tạo phôi rèn mới được đầu tư.
Các kỹ thuậ
t sử dụng:
- Kỹ thuật chọn mẫu điển hình và đo đạc mẫu.
- Ứng dụng kỹ thuật 2D, 3D trong thiết kế: sử dụng các phần mềm thiết kế
tiên tiến AutoCAD, AutoCAD Mechanical, Inventor, Mershop, Catia. Mô
phỏng động học, động lực học 3 chiều với sự trợ giúp của máy tính.
- Ứng dụng các phần mềm mới trong kỹ thuật gia công chính xác bánh răng
có cấp chính xác cao và kỹ thuật l
ắp ráp, thử nghiệm đánh giá cầu sau ôtô.










13
Angôrit phơng pháp nghiên cứu đợc tóm tắt nêu trên hình1.1

T
rung Quốc
Nga
Hàn Quốc
N/C mẫu
cầu sau
của nớc
n
g

oài
Nghiên cứu
tổng quan
Nghiên cứu
thiết kế
Nghiên cứu
công nghệ
Xác định
vật liệu
g
ốc
Xác định
công nghệ
lắ
p
rá
p

Xác định
công nghệ
t
ạ
o
p
hôi
Xác định
công nghệ
g
ia côn
g

Xác định
công nghệ
kiểm tra
Tháo lắp,
phân tích,
đo đạc
Tính toán,
vẽ theo
mẫu
Chế tạo thử nghiệm
- Cụm vỏ cầu sau
- Bánh răn
g
, bán tr
ụ
c
Đạt cấp
chính xác
bánh răng
cấ
p
7 ISO
Đạt tiêu
chuẩn độ
ồn 80-85
dB
(
A
)
Đạt tiêu chuẩn độ

bền 180 - 200%
tải khi lắp trên xe
th
ự
c
Hiệu suất
truyền lực
0.84-0.86
Chế tạo
- Dập tạo hình phôi
bánh răng
- Chế tạo phôi đúc
-
G
i
a

cô
n
g

Lắp ráp
- 02 cầu sau
Thử nghiệm
- Độ ồn, rung động
- Hiệu suất
- Khả năng tải, Cấp CX
Nhậ
p
kho

- Khôn
g
đạt tiêu chuẩn
- Đạt tiêu chuẩn
Bộ thiết kế cầu
sau xe tải 3 tấn

Bộ QTCN
đúc vỏ hộp
cầu sau
Bộ QTCN
dập thể tích
tạo phôi BR
Bộ QTCN
LR và
Kiểm tra
- SX chấp nhận
- Không chấp nhận
Hình 1.1 Angôrit nghiên cứu thiết kế và công nghệ chế tạo cầu sau ô tô

14
1.5 Nghiên cứu thiết kế cụm cầu sau
Đề tài đã lựa chọn mẫu cầu sau của Trung Quốc để nghiên cứu thiết kế
và chế tạo theo mẫu với các mục đích sau:
- Bước đầu nắm bắt các vấn đề trong nghiên cứu thiết kế và công nghệ
chế tạo cụm cầu sau sử dụng cho ô tô tải thông dụng, dần cải thiện, cải tiến
các vấn đề
công nghệ và kỹ thuật để ứng dụng vào thực tiễn sản xuất tại Việt
Nam và tiến tới làm chủ công nghệ.
- Cụm cầu sau Trung Quốc đang được sử dụng thông dụng trên các xe

ô tô tại thị trường Việt Nam do vậy việc nghiên cứu chế tạo theo mẫu thuận
lợi cho việc lắp ráp và thử nghiệm trên xe.








Hình 1.2 Sơ đồ tính toán thiết kế cụm c
ầu sau
Phương pháp nghiên cứu thiết kế cụm cầu sau:
 Khảo sát và lựa chọn mẫu cầu sau nghiên cứu:
+ Sản lượng tiêu thụ của thị trường.
+ Chủng loại cầu sau.
+ Kết cấu và khả năng công nghệ chế tạo, tính lắp lẫn và thay thế cụm
chi tiết.
1. Bánh răng vành chậu
2. Bánh răng quả dứa
3. Bánh răng vi sai
4. Vỏ vi sai
5. Bánh răng bán trục
6. Bán trục
7. Bánh xe

15
 Tính toán kiểm tra các thông số hình học, động lực học và kiểm tra bền
đối với các chi tiết truyền động trong cụm cầu sau, gồm: cặp bánh răng
côn xoắn, bánh răng vi sai, bánh răng bán trục và bán trục. Nội dung

này đã được nghiên cứu và nghiệm thu tại Đề tài cấp Bộ do Công ty Cổ
phần Cơ khí Cổ loa làm chủ trì năm 2008.
 Thiết kế toàn bộ chi tiết và bản lắp ráp cụm cầu sau xe ô tô t
ải 3 tấn
trên các phần mềm thiết kế 3D (SolidWorks và Catia) và thiết kế bản
vẽ kỹ thuật chế tạo 2D (AutoCad). Việc thiết kế tổng thể cụm cầu sau
trên các phần mềm 3D tiên tiến cho phép mô phỏng lắp ráp và chuyển
động để phát hiện các lỗi ăn khớp, các lỗi lắp ráp trước khi đưa ra bản
vẽ chế tạo. Đồng thời mô hình 3D được sử dụng thông dụng trong các
mô trườ
ng tính toán của các phần mềm phần tử hữu hạn (Ansys, Catia)
để tính kiểm tra bền và kiểm tra động lực học…).
Một số kết luận trong phần nghiên cứu lựa chọn vật liệu:
(1) Mác thép dùng chế tạo các chi tiết truyền động của cầu sau chế tạo là:
- Mẫu bánh răng của Nga : 18XΓΤ
- Mẫu bánh răng của Hàn Quốc (Nhật Bản) : SCr420H
- Mẫu bánh r
ăng của Trung Quốc : 20CrMnTi
- Bán trục truyền động: 40X
(2) Công nghệ nhiệt luyện
- Thấm Các bon:
+ Nồng độ lớp thấm : 0,85% đến 0,9% C
+ Chiều sâu lớp thấm từ 0,8 đến 1,0mm
+ Trong đó vùng chuyển tiếp từ 0,25 mm đến 0,35mm với nồng
độ các bon trung bình từ 0,4 – 0,45%
- Tôi nghỉ : Nhiệt độ ~ 860
o
C trong dầu nóng
+ Độ cứng bề mặt : 58 – 62 HRC
+ Độ cứng vùng lõi: 30 – 42 HRC

16
+ Vựng chuyn tip: 48 52 HRC
- Ram thp : Nhit ~ 180 200
o
C
C quan phi hp thc hin :
1. Phũng Nghiờn cu v phỏt trin khoa hc ca Tng cụng ty mỏy ng
lc v mỏy nụng nghip.
2. Cụng ty TNHH MTV Hi ụ tụ.
3. Nh mỏy ụ tụ C Loa.
4. Cụng ty C phn C khớ C Loa.

Mt s bn v thit k cỏc chi tit in hỡnh ca cm cu sau:
Số tài liệu
NgàyChữ kíSlgSđ
Tỉ lệ
Khối luợng
01
TKV
N. M.Trờng
TKT
KTTC
KTCN
TP
Duyệt
Hoàng M.Đức
N.T. Giang
tổng công ty máy động lực
và máy nông nghiệp

Tờ
Số tờ :
Số luợng
CụM CầU SAU XE TảI dới 3 tấn
18X

T
CS3T-001-004
M27x1,5
22.0
+ 0,1
134.0
0,1
34.0
8.0
63.5
62.0
60.5
- 0,06
71.0
- 0.06
92.0
0.1
257.0
0,2
ỉ35.0
+0,018
+0,002
ỉ46.0
0,1

ỉ65.0
-0,05
ỉ93.6
- 0,06
ỉ55.0
+0,021
+0,002
ỉ54.0
4
2
.
0

ỉ
48.5
ỉ64.0
2
0
1
.
8
Mô dun pháp trung bình m
n
7
Số răng
Z6
Kiểu răng
răng cong
Dạng răng dọc II
Góc nghiêng trung bình của răng

50
Hớng răng
Trái
Prôfin gốc TCVN - 1066
TCVN
Hệ số dịch chỉnh
Xn 0.12
Hệ số thay đổi chiều dày răng
X

0,08
Góc côn chia

11,30'
5'
Đờng kính danh nghĩa đầu dao
310
Cấp chính xác

OCT-1758
Chiều dày pháp răng theo mặt cắt
tính toán
Sn
12,161
- 0,14
vết tiếp súc theo chiều dài
%

60

TT
Thông số
1
2
3
4
5
6
Số răng
Mo đun
Đờng kính đỉnh răng
Đờng kính vòng chia
Đờng kính chân răng
Chiều cao răng
Ký hiệu
Z
m
d
a
d
d
t
h
18
2,5
48,5
-0,025
-0,05
45
41.5

3,5
Góc profin răng

30
7
8
9
Số răng đo
Pháp tuyến chung
n
L
3
19,081
-0,08
-0,11
Lợng dịch chỉnh profin gốc
X
M
-0,375
10
Bảng thông số then hoa thân khai
ỉ
41.5
ỉ
45.0
1
1
.
5

5
'
2
lỗ
ỉ5.0
Bảng thông số bánh răng côn
1- Làm cùn cạnh sắc
2 - Thấm than sâu 0,9 -1,1 nhiệt luyện đạt độ cứng
vành răng58ữ63 HRC phần còn lại 30ữ35 HRC
3 - Độ đảo vành răng bánh răng và đàu then hoa so vơí
55
[
0.05
4 - Độ không đồng tâm giữa 5 và 3
[
0,02
5 - Kiểm tra then hoa thân khai bằng ca líp tổng hợp
1
3
.
7

8
.
8

Bánh răng chủ động
truyền lực chính
Đ. M. Cờng

Đỗ Giao Tiến
Bn v thit k bỏn rng qu da
ỉ379.0
- 0,08
ỉ283.0
+0.15
ỉ234.0
+0,046
16.0
29.0
45.5
-0,035
52.5
- 0,1
18.0
40.5
46.5
ỉ285.0
+0.2
4.6
2.9
12 l?
ỉ
14.5
Số tài liệu
NgàyChữ kíSlgSđ
Tỉ lệ
Khối luợng
01
TKV

TKT
KTTC
KTCN
TP
Duyệt
Tờ
Số tờ :
Số luợng
CụM CầU SAU XE TảI dới 3 tấn
K C H D-001-005
7
8

4
8
'

5
'
1
9
3
.
2
Bảng thông số bánh răng
ỉ331.0
Mô dun pháp trung bình m
n
7
Số răng

Z41
Kiểu răng
Cong tròn
Dạng răng dọc II
Góc nghiêng trung bình của răng

2953'
Hớng răng
Phải
Prôfin gốc TCVN- 1066
Hệ số dịch chỉnh
X
n
- 0,12
Hệ số thay đổi chiều dày răng
X

-0,08
Góc côn chia 78.48'
5'
Đờng kính danh nghĩa đầu dao
d
0
315
Cấp chính xác

OCT-1758
Chiều dày pháp mặt cắt răng theo
mặt cắt tính toán
Vết tiếp súc theo chiều dài

S
n
9,96
- 0,07
60

R3.0
18X

T
1- Làm cùn cạnh sắc
2 - Thấm than sâu 0,9 -1,1 nhiệt luyện đạt độ cứng
vành răng58ữ63 HRC phần còn lại 30ữ35 HRC
3 - Độ đảo vành răng so vơí
234 [
0.05
4 - Độ không đồng tâm giữa 234và 379[ 0,02
Bánh răng bị động
truyền lực chính
8
0
.
3

7
7
.
1

ỉ

264.0
0,1
N. M.Trờng
Hoàng M.Đức
N.T. Giang
Đ. M. Cờng
Đỗ Giao Tiến
tổng công ty máy động lực
và máy nông nghiệp
Bn v thit k bỏnh rng vnh
chu
ỉ
47,8
tổng cô ng ty máy động lực
và máy nông nghiệp
N.M.Trờng
6
6


1
2
6
1


1
2
5
5

1
2
136.27
7
4
.
1
8
6
0

18
ỉ
52.8
3
2


1
2
69.54
25.00
14.5
39.5
ỉ
72g6
3
ỉ

71
Kh. lựơng Tỷ lệ
Tờ: Số tờ:
N.T. Giang
Duyệt
H.M. Đức
Tr.Phòng
Vẽ
Ngày
Chữ ký
Số tài liệu
S.lg
Sđ
Số lựơng
Mô đun ngang
Số răng
Kiểu răng
Hệ số dịch chỉnh
Hệ số dịch chỉnh tiếp tuyến
Cấp chính xác (

oct 1758-56)
Chiều dày răng theo dây
cung cố định
Chiều cao để đo chiều dầy răng
Sai số tích luỹ bớc răng
Sai lệch giới hạn bớc vòng
Vết tiếp xúc theo chiều cao
Vết tiếp xúc theo chiều dài
Ký hiệu bánh răng đối tiếp

m
n
Z
2
h
x
S
x
%
%
TKT
Đ.M. Cờng
KTTC
KTCN
Đ.G. Tiến

1


t
e

t
W
0.08
T
hẳn
g
20
8-7-7-

x
10.2
6.7
0.075
0.08
=50
=50
6.5
o
bánh răng
bán trục
cụm cầu sau xe tải dới 3 tấn
18X
GT
2
Yêu cầu kỹ thuật
1- Làm cùn cạnh sắc
2- Thấm than sâu 0.9 : 1.1. Tôi đạt độ cứng mặt răng
HRC 58
: 63, phần còn lại 30 : 35 HRC
3- Độ đảo hớng tâm của vành răng so với
đờng tâm trục
?
72 g 6
=
0.05
4- Kiểm tra then hoa bằng ca líp tổng hợp
ỉ
4
X

2 lỗ
12
-0.01
-0.029
120.0hai đầu
CS3T- 01-02
thông số vành răng
thông số lỗ then hoa
Số răng
Mô đun ngang
Góc prôfin
Đờng kính đỉnh
Đờng kính vòng chia
Đờng kính vòng chân
Chiều cao răng
Số răng đo
Pháp tuyến chung
Lợng dịch chỉnh prôfin gốc
z 20
m 2.5
a 30
o
n 3
L
19.15
+0.
1
Xm
+0.175
H 2.75

Di 52.8
D 50
Da 47.8
o
,
o
,
o
,
cs3t - 001-003
o
,
(





)
Bn v thit k bỏn rng bỏn trc

17
Yêu cầu kỹ thuật
1- Thấm than sâu 0.9 : 1.1 Nhiệt luyện vành
răng đạt độ cứng 58 : 63 HRC Còn lại đạt
30 : 35HRC.
2- Độ đảo hớng tâm của vành răng so tâm
lỗ
ỉ
28+0.025 Cho phép 0.03

0
ỉ
4

x
2 lỗ
1
5
CS3T- 01-03
N.M.Trờng
Hoàng M.Đức
N.T. Giang
Đ. M.Cờng
Đỗ Giao Tiến
Kh. lựơng Tỷ lệ
Tờ: Số tờ:
tổng công ty máy động lực
và máy nông nghiệp
Duyệt
Tr.Phòng
Ngày
Chữ ký
Số tài liệu
S.lg
Sđ
Số lựơng
Mô đun ngang
Số răng
Kiểu răng
Hệ số dịch chỉnh

Hệ số dịch chỉnh tiếp tuyến
Cấp chính xác (

oct 1758-56)
Chiều dày răng theo dây
cung cố định
Chiều cao để đo chiều dầy răng
Sai số tích luỹ bớc răng
Sai lệch giới hạn bớc vòng
Vết tiếp xúc theo chiều cao
Vết tiếp xúc theo chiều dài
Ký hiệu bánh răng đối tiếp
m
n
Z1
hx
Sx
%
%
TKT
KTTC
KTCN

1


te

t
W

Bánh răng
hành tinh
0.08
Thẳng
11
8-7-7-x
10.2
6.86
0.05
0.08
=50
=50
6.5
cụm cầu sau xe tải dới 3 tấn
18X
GT
7
4
.
1
8
28 48
22 48
R
8
6
.
3
6
ỉ

28
+
0.025
29.40
2
2
73.07
1.25
R
z
2
0
4
o
,
ỉ
82.84
ỉ
80
34 48
o
,
o
,
ỉ
57
0.64
11.20
cs3t-002-002
4

Bn v thit k bỏnh rng vi sai
cs3t - 001 - 001

Bn v thit k bỏn trc
Thân cầu
Tờ số Số tờ
Tỷ lệ
CÔNG TY CPCK Cổ LOA
Duyệt
Thiết kế
ngàykýHọ và tênChúc năng

thiết kế cầu sau xe tải 3 tấn
Kiểm tra
Đ.M.Cờng
Số lợng Khối lợng
TK.trởng
Ngời vẽ
N.M.Trờng
Vật liệu: Gang cầu FCD 450
Rz20
Rz40
Rz40
Rz40
Rz40
CN
Đ.G. Tiến
N.T. Giang
Rz40

Bn v thit k thõn cu
Đỗ Giao Tiến
Thân cầu
Tờ số Số tờ
Tỷ lệ
CÔNG TY CP CK Cổ LOA
N.T.GiangDuyệt
CN
KTKT
ngàykýHọ và tênChúc năng

thiết kế cầu sau xe t ải 3 tấn
Tr.phòng
Đ.M.Cờng
Số lợng Khối lợng
TK.trởng
Ngời vẽ N.M.Trờng
Đánh số
Ký hiệu
Tên gọi
S.lg
Vật liệu
Ghi chú
1
Thân cầu
2
Bạc t hân cầ u
02
01

Gang cầu FCD 450
Thép C45

Bn v lp thõn cu

Bn v thit k v cu chớnh
Đinh M. Cờng
Nửa trong
vỏ vi sai
Tờ số Số tờ
Tỷ lệ
tổng công ty máy động lực
và máy nông nghiệp
N.T. Giang
T.G.Đốc
CN
KTKT
NgàyKýHọ và tênChúc năng
cầu sau xe tải 3 tấn
K.tra
Số lợng K hối lợng
N.T. Qua ng
Ngời vẽ
N. Mạnh Trờng
Tk.Trởng
đề tài kc.05.22
Đỗ Giao Ti ến
Vật liệu: Gang cầu FCD 400
Rz20

Bn v thit k v vi sai
?
Rz40
Rz20
Rz40
Rz40
Rz40
Rz40
Rz40
Rz40
Rz20
Rz20

Bn v thit k chi tit tm bua
Thi
?t
k
?
N.T. Quang
N.T. Giang
Đ.G. Tiến
Chủ nhiệm

đề tài kc.05.22
Rz40
2,5
Nhìn theo S
B-B
Tờ số Số tờ
Tỷ lệ

tổng công ty máy động lực
và máy nông n ghiệp
T.G.Đốc
NgàyKýHọ và tênChúc năng

cầu sau xe tải 3 tấn
Ki
?m tra
Đinh M. Cờng
Số lợng Khối lợngNgời vẽ
N. Mạnh Trờng
Tk.Trởng
Vật liệu: Gang cầu FCD 400
Rz40
Rz80
Rz40
Rz40
Rz40
Rz80
Rz20
2
,
5
Rz20
6

l
ỗ

c

á
c
h

đ
ề
u
cs- 014
Moay ơ
Rz20

Bn v thit k chi tit moay
Hỡnh 1.3 Mt s bn v thit k cỏc chi tit in hỡnh

18

(a) Tổng thể cụm cầu sau

(b) Cặp bánh răng của truyền lực chính

(c) Bánh răng vi sai

(d) Bánh răng bán trục

(e) Cụm moay ơ

(f) Bán trục

(h) Nửa dưới vỏ vi sai

(k) Nửa trên vỏ vi sai
Hình 1.4 Một số hình ảnh thiết kế 3D các chi tiết cụm cầu sau xe ôtô tải











19
CHƯƠNG 2
NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ ĐÚC CỤM VỎ HỘP CẦU SAU
2.1 Một số khái niệm về gang cầu ferít
Theo khảo sát của tác giả [1,2], trong công nghiệp sản xuất ô tô, gang
cầu chiếm tới trên dưới 33% trọng lượng vật đúc bằng gang và thép, trong đó
gang cầu loại ferít chiếm một tỷ lệ lớn. Mặt khác, các chi tiết ô tô thường có
thành mỏng và có đòi hỏi cao về tổ chức và cơ tính.
Gang cầu là gang có graphít ở d
ạng cầu nhờ quá trình biến tính gang
lỏng trước khi rót khuôn bằng các nguyên tố cầu hóa graphít như Mg (dạng
Việt Nam hay dùng là FeSiMg chứa 3-30%Mg), Ce và các nguyên tố đất
hiếm và biến tính graphít hóa gang bằng các nguyên tố graphít hóa như Si, Al,
…dưới dạng FeSi75, Al để chống biến trắng gang.
Lượng chất biến tính cầu hóa, theo [3], được xác định theo công thức:

Trong đó: G
HKTG
: Tỷ lệ hợp kim trung gian (%) (HKTG) biến tính so
với gang lỏng;
Mg
dư
: Lượng Mg dư trong gang sau biến tính (%);
Mg
thu hồi
: Lượng Mg thu hồi sau biến tính (%), (30-70%);
Mg
HKTG
: Lượng Mg trong HKTG biến tính (%);
S : Lượng S trong gang trước biến tính (%);
Lượng chất biến tính graphít hóa thường bằng 0,5 - 0,7% FeSi75.
Sự hình thành tổ chức tế vi của gang cầu phụ thuộc chủ yếu vào thành
phần hóa học của gang như C, Si, Mn, P, S, các nguyên tố hợp kim và thành
dày của vật đúc. Trong đó, %S có ảnh hưởng rất lớn tới lượng chất biến tính
Mg
dư
+ 0,76xS
G
HKTG
(%) = x 10
4

Mg
thu hồi
x Mg

HKTG


20
cầu hóa sử dụng còn %Mn, Si và thành dày vật đúc có ảnh hưởng quyết định
tới sự hình thành tổ chức nền kim loại của gang.
Vì vậy, %S trong gang trước biến tính nên <0,02-0,03%; để sản xuất
gang cầu ferít ở trạng thái đúc nên chứa %Mn <0,2%.
Thành phần hóa học của mác gang cầu ở trạng thái đúc có thể chọn (%):
3,75-3,80C; 2,55-2,75Si; 0,18-0,28Mn; <0,03P; <0,02S; 0,03-0,05Mg.
Gang cầu Ferít thường phải sử dụng các phương pháp nhiệt luyện sau [4]:
● Vớ
i %Mn < 0,2%, chỉ cần ủ khử ứng suất ở 450-550
0
C/2h
● Với %Mn = 0,42-0,54 và chiều dày của vật đúc nghiên cứu như gầm
xe Trung Quốc phải ủ ở nhiệt độ cao như giản đồ hình 3.1 đã nêu.







● Với gang chứa 0,3-0,4%Mn, có thể ủ ferít hóa ở nhiệt độ thấp (dưới
đường A
C1
: 700-760
0
C /1-2h.

Gang cầu Ferít có độ bền thỏa mãn và độ déo dai rất tốt, tương ứng với
mác FCD450-10 và được sử dụng rất nhiều trong công nghiệp chế tạo ôtô.
2.2. Khảo sát vật liệu chế tạo các chi tiết cầu sau xe tải 3 tấn
Các chi tiết đã nêu thường có thành tương đối mỏng, làm việc trong
điều kiện chịu lực, yêu cầu có tính dẻo dai tốt và phải có tính giảm chấn ở
mức độ
nhất định. Các chi tiết này bao gồm: Thân cầu, vỏ cầu, vỏ vi sai,
moay ơ và trống phanh.
Đối tượng nghiên cứu là cầu sau của xe tải 3 tấn Trung Quốc.

900
900
0
C 50
0
C/h
800
10-20
0
C/h
680

50
0
C/h
200
KK

1-2h

Hình 2.1: Quy trình ủ gang cầu ferít ở nhiệt độ cao
Nhi
ệt độ ủ

/
0
C
/
Thời gian ủ /h/

21
Để khảo sát, đề tài đã lấy mẫu kim loại tại các vị trí có thành dày trung
bình, đặc trưng của từng chi tiết để đánh giá:
- Thành phần hóa học của gang trước hết được xác định gần đúng (do
lấy mẫu từ chi tiết là gang xám) bằng phương pháp quang phổ phát xạ phân
tích thép, gang trên máy THERMO, ARL 3460 Mỹ tại Trung tâm Phân tích,
Phân loại hàng hóa xuất nhập khẩu miền Bắc, Tổng cục Hải Quan để xem có
nguyên tố hợp kim không. Sau
đó, mẫu được phân tích hóa tại phòng thí
nghiệm Hóa phân tích, Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội.
- Tổ chức nền kim loại đước xác định theo phương pháp so sánh bảng
chuẩn và phương pháp kim tương định lượng trên kính hiển vi AXIOVER
100° tại phòng Thí nghiệm Kim tương học, Trường ĐH Bách Khoa HN.
- Đo độ cứng trên máy MITUTOYO, ARK600 tại Xưởng nhiệt luyện,
Trường ĐH Bách Khoa HN.
2.3 Đánh giá các kết quả nhận được
Dựa trên các kết quả nhận đượ
c từ các phân tích cấu trúc kim loại, phân
tích thành phần hóa học và các kết quả đo độ cứng các mẫu của các chi tiết
nghiên cứu, có thể tổng hợp chúng thành bảng 2.1. Vì giữa các thông số đã

nêu (thành phần, cấu trúc của vật liệu) có liên quan chặt chẽ với tính chất cơ
học nên từ đó có thể đánh giá một cách suy đoán cơ tính của chúng và các
mác gang tương ứng mà chúng đạt được.
Trên cơ sở đó, có nh
ững nhận xét sau:
a) Các mác gang (trừ chi tiết Tăm bua):
- Đều là mác gang cầu. Tuy nhiên, do trình độ công nghệ có hạn, kỹ
thuật biến tính chưa thật hợp lý, nên chưa đảm bảo % Mg theo mong muốn
làm xuất hiện khuyết tật cầu hóa không đạt (hai mẫu nhiều graphít dạng giun)
xem hình 2.2, 2.3, 2.4 và 2.5.


22










Hình 2.2 Graphít của chi tiết moay ơ x200 (1)

Hình 2.3 Nền kim loại của chi tiết moay ơ x200 (vị trí 1)


23










Hình 2.4 Graphít chi tiết nửa vỏ vi sai ngoài x100

Hình 2.5 Graphít chi tiết nửa vỏ vi sai ngoài x200


24
Bảng 2.1 Thành phần, tổ chức và tính chất của gang cụm cầu sau ô tô
TT Tên chi
tiết
Thành phần (%) Tổ chức
(%)
Mác gang
(JIS)
Graphít Nền Suy đoán
1 Thân
cầu
3,62C; 2,01Si;
0,42Mn; 0,031P
0,020S;
Cầu 25-15P
75-85F
FCD450:
Rm≥450MPa
A
5
≥ 10%
2 Vỏ cầu
chính
3,24C; 1,72Si;
0,54Mn; 0,026P
0,021S;
Cầu 2-10P

90-98F
FCD400:
Rm≥400MPa
A
5
≥ 12%
3 Moay ơ 3,58C; 2,18Si;
0,44Mn; 0,018P;
0,031S;


Cầu +
45-55
Giun
8-12P
88-92F
Bán cầu:
Rm≥350MPa
A
5
≥ 7%
4 Nửa vỏ
vi sai
ngoài
3,56C; 2,20Si;
0,45Mn; 0,035P;
0,028S;
Cầu +
40-50
Giun

15-25P
75-85F
Bán cầu:
Rm≥340MPa
A
5
≥ 7%
5 Nửa vỏ
vi sai
trong
3,70C; 2,32Si;
0,49Mn; 0,024P;
0,018S;
Cầu 0-2P
98-100 F
FCD400:
Rm≥400MPa
A
5
≥ 12%
6 Tăm bua 3,37C; 2,02Si;
0,53Mn;
<0,056P;
<0,032S.
Tấm A P FC250:
Rm≥250MPa

25
Số
TT
Tên chi
tiết
Độ cứng đo được
(HB)
Độ cứng đo
TB (HB)
Độ cứng theo
mác (HB)
1 Thân
cầu
157, 162, 157 159 FCD450
2 Vỏ cầu
chính
177, 157, 157 169 FCD400:
≤201
3 Moay ơ 167, 157, 147 157
4 Nửa vỏ
vi sai
ngoài
167, 129 146
5 Nửa vỏ
vi sai
trong
179, 179, 177 178
6 Tăm bua 217, 179, 222 206
FC250: ≤241

- Các chi tiết vỏ cụm cầu sau làm việc theo tải trọng động nên tổ chức
nền kim loại của gang chủ yếu là ferít, không có xementít và các bít tại tinh
giới hạt tinh thể.
- Thành phần của gang (%): 3,24-3,70C; 1,72-2,32Si; 0,42-0,54Mn;
0,018-0,035P; 0,018-0,031S; 0,03-0,05Mg.
- Độ cứng của gang đạt 160 HB.
- Dùng mác gang FCD450 theo tiêu chuẩn JIS để sản xuất chi tiết
gang đã nêu.
b) Mác gang xám chi tiết Tăm bua:
- Là mác gang xám có graphít tấm, 100% nền kim loại là péclít. Đặc
biệt không có xêmentít hoặc các bít tự do ở tinh giới hạt tinh thể
.
- Thành phần mác gang (%): 3,37C; 2,02Si; 0,53Mn; <0,056P;
<0,032S