ĐỒ án môn học CÔNG NGHỆ CHẾ tạo máy THIẾT kế QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ tạo CHI TIẾT TRỤC cán THÉP góc

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ - CƠ SỞ THANH HÓA

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
MÔN: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI
TIẾT TRỤC CÁN THÉP GÓC

GIẢNG VIÊN HD: PHẠM THANH TUẤN
SINH VIÊN TH : NHÓM 07
Lớp : NCCT6ATH
THANH HÓA, THÁNG 10 NĂM 2014
1
MỤC LỤC

1
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy: [1].
PGS.TS Trần Văn Địch Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật
2 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập I : [2].
PGS.TS : Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn.
TS : Trần Xuân Việt
3 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập II : [3].
PGS.TS : Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn.
TS : Trần Xuân Việt
4 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập III : [4].
PGS.TS : Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn
TS : Trần Xuân Việt
5 Sổ tay công nghệ chế tạo máy : [5].
TRường ĐH Bách Khoa Hà Nội.

6 Đồ gá trên máy cắt kim loại : [6].
Tác giả : Hà Văn Vui
Nguyễn Văn Long.
7 Kỹ thuật tiện : [7].
Nhà xuất bản ĐH và giáo dục chuyên nghiệp.
8 Kỹ thuật phay : [8].
Nhà xuất bản ĐH và giáo dục chuyên nghiệp.
9 Thiết kế dao cắt kim loại : [9].
Tác giả: Trịnh Khắc Nghiêm
10 Giáo trình công nghệ chế tạo máy tập I,II : [10].
11 Tính toán và thiết kế đồ gá : [11].
Tác giả: Đặng Ngọc Giao
12 Sổ tay thiết kế cơ khí : [12].
13 Chế độ cắt khi gia công cơ : [13].
14 Dung sai và đo lường kỹ thuật : [14].
15 Phương pháp cán kim loại thông dụng : [15].
2
LỜI NÓI ĐẦU
Trong công cuộc công nghiệp hiện đại hoá đất nước, nghành cơ khí có
một vai trò quan trọng trong sự phát triển của nền kinh tế quốc dân. Trong
đó nghành chế tạo máy đóng một vai trò then chốt đảm bảo thiết kế, sản
xuất ra các chi tiết máy, trang thiết bị và dụng cụ lao động, máy móc công
cụ cho các ngành kinh tế khác.
Để đáp ứng được nhu cầu của các nghành kinh tế quốc dân, với sự
phát triển của Khoa học-Kĩ thuật ngày càng cao thì lĩnh vực khoa học công
nghệ về chế tạo máy cần phải được đầu tư phát triển. Mục tiêu cuối cùng
của công nghệ chế tạo máy là nhằm đạt được chất lượng tốt, sản phẩm uy
tín, độ tin cậy, năng xuất cao, giá thành hạ.
Do vậy mà đối với các cán bộ ngành kỹ thuật nói chung cũng như các
công nhân ngành kỹ thuật phải nhận thức đúng đắn, hiểu biết sâu rộng. Đặc

biệt là các sinh viên với đồ án tốt nghiệp là một trong những nội dung cơ
bản nhất mà mỗi sinh viên đại học ngành kỹ thuật phải thực hiện.
Với bản đồ án “Thiết kế quy trình công nghệ gia công trục cán thép
góc" nhóm chúng em thực hiện đề tài này cho nhiệm vụ đồ án công nghệ
chế tạo máy.
Do kiến thức còn nhiều khuyết thiếu, tài liệu tham khảo còn hạn chế,
nhưng được sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn cũng như của các
thầy giáo, cô giáo, bạn bè và sự lỗ lực của bản thân, tôi đã cơ bản hoàn
thành đồ án môn công nghệ chế tạo máy này.
Chúng xin chân thành cảm ơn thầy Phạm Thanh Tuấn cùng toàn thể
các thầy cô đã giúp chúng em hoàn thành đồ án.
3
CHƯƠNG 1 : PHÂN TÍCH SẢN PHẨM
Trong nghành kĩ thuật đặc biệt là nghành cơ khí các sản phẩm cơ khí,
thiết bị máy móc đều được chế tạo theo một quy trình nhất định. Các sản
phẩm này đòi hỏi phải được tìm hiểu một cách tỉ mỉ và sâu sắc, do vậy việc
thiết lập quy trình chế tạo ra một chi tiết nào đó thì việc nghiên cứu tìm
chức năng, điều kiện làm việc, tính công nghệ là rất quan trọng để có thể
tiến hành thiết kế.
1.1. Nguyên lý và điều kiện làm việc của chi tiết gia công.
1.1.1. Nguyên lý làm việc của chi tiết.
Cán là quá trình làm cho kim loại bị biến dạng giữa hai trục quay
ngược chiều nhau( gọi là hai trục cán ) có khe hở nhỏ hơn chiều cao của
phôi làm cho phôi bị biến dạng dẻo. Kết quả là chiều cao của phôi bị giảm,
chiều dài và chiều rộng phôi tăng lên. Đồng thời cán còn gọi là quá trình
tác dụng một cách liên tục của dụng cụ nên kim loại do đó đạt được năng
suất cao .
Hình dạng của khe hở giữa hai trục quyết định hình dạng của sản
phẩm .
Phôi cán thường là phôi vuông, hình chữ nhật có khối lượng thay đổi

tuỳ theo hình dạng kết cấu của từng loại máy. Có nhiều loại trục cán trong
dàn cán như: trục cán thô, trục cán bán tinh và trục cán tinh. Mỗi loại trục
cán khác nhau sẽ cho ta các sản nhất định khác nhau .
Trục cán thô: Có nhiệm vụ cán giảm tiết diện đến một mức độ nhất
định để chuẩn bị cho bước cán bán tinh và tinh sau này.
Trục cán bán tinh: Có nhiệm vụ làm giảm tiết diện phôi và định hình
theo đúng hình dạng của sản phẩm.
4
Trục cán tinh: Có nhiệm vụ nắn và định hình dáng cho sản phẩm hoàn
chỉnh.
Chất lượng bề mặt sản phẩm phụ thuộc rất nhiều vào độ chính xác qua
các trục cán. quá trình cán diễn ra phải đảm bảo đường tâm hai trục cán
cũng như đường tâm của hai rãnh cán luôn trùng nhau.
1.1.2. Điều kiện làm việc của trục cán :
Trục cán luôn tiếp xúc với phôi cán ở nhiệt độ cao của phôi vừa trong
lò nung, khi đó lượng nhiệt sẽ truyền sang trục là rất lớn.
Mặt khác khi dùng một ngoại lực để đưa vật cán vào hai trục cán đang
quay ngược chiều nhau nhờ ma sát tiếp xúc vật cán được ăn liên tục vào
trục cán và biến dạng làm tăng chiều dài, rộng và giảm chiều cao.
Tại thời điểm vật cán tiếp xúc trục cán thành phần lực ma sát nằm
ngang phải lớn hơn thành phần áp lực pháp tuyến nằm ngang mới đảm bảo
phôi cán ăn vào trục cán (hay gọi là điều kiện ăn vào).
Ngoài điều kiện làm việc trên khi cán trục cán chủ động phải truyền
mô men xoắn từ động cơ truyền tới rất lớn, chịu va đập với phôi khi bắt
đầu tiếp xúc với lỗ hình của trục cán đặc biệt bản thân trục cán còn phải
chịu lực ma sát rất lớn khi cán tại hai ngõng trục lắp trên ổ trượt .
⇒ Trong điều kiện làm việc như vậy trục cán hay có hiện tượng cong
vênh, mòn, sứt mẻ, bề mặt bị tróc rỗ hoặc bị gãy khi trục quá tải. Để đảm
bảo điều kiện làm việc tốt cho trục, cần phải lựa chọn vật liệu cho trục cán
hợp lý và có các biện pháp kỹ thuật để xử lý.

1.2. Phân tích yêu cầu kĩ thuật của chi tiết gia công và các biện pháp gia
công tinh lần cuối .
Chi tiết trục cán là chi tiết dạng trục phổ biến trong nghành cơ khí nói
chung cũng như nghành luyện kim nói riêng. Trên trục có một số bề mặt cơ
bản là mặt tròn xoay các mặt này thường là mặt lắp ghép. Còn đối với trục
5
cán thép góc (trục cán tinh) sản phẩm sau khi qua trục cán phải đảm bảo độ
chính xác hình dáng và kích thước, gân vằn trên bề mặt sản phẩm. Do đó
cần phải đảm bảo độ cứng vững, độ nhẵn bề mặt phần làm việc để tạo ra
sản phẩm cán đạt theo tiêu chuẩn chất lượng.
Phần cổ trục lắp ghép với ổ trượt cần gia công đạt R
a
= 1,25µm, nhằm
tạo điều kiện cho trục làm việc êm, tăng sự chống mòn, tăng tuổi thọ cho
trục. (biện pháp gia công tinh lần cuối sẽ là mài.
Phần trục Φ 200±0,06 cần đạt R
a
= 2,5µm . Trên đó có rãnh để truyền
mô men xoắn.
Độ không song song của các rãnh then với tâm trục không vượt quá
0,01(mm) trên 100(mm) chiều dài .
Đối với kích thước đường kính thì biện pháp gia công tinh lần cuối là
tiện tinh.
- Phần bề mặt tiếp xúc với vật liệu cán ở nhiệt độ cao và trực tiếp cho
ra sản phẩm cán trên đó có các rãnh vằn thì biện pháp gia công tinh để tao
rãnh vằn là tiện rãnh cán và phay rãnh vằn trên máy chuyên dùng.
Các đoạn trục và bề mặt còn lại không tham gia trực tiếp vào quá trình
cán cần đạt R
a
=2,5µm. Để đạt được yêu cầu đó biện pháp gia công tinh lần

cuối là tiện tinh.
Độ đồng tâm giữa các đoạn trục là rất quan trọng đối với các chi tiết
dạng trục, do đó khi gia công ta phải dùng chuẩn tinh thống nhất là hai lỗ
tâm côn ở hai đầu của trục. Khi đó sẽ không có sai số chuẩn cho kích thước
đường kính các cổ trục vì lúc đó chuẩn định vị trùng với chuẩn đo lường.
Điều đó cũng đảm bảo việc phân bố đều lượng dư cho các bề mặt trục.
Với các yêu cầu về thành phần hoá học của vật liệu trục cán phải đảm
bảo:
6
C = 3,25 ÷ 4,5%; Ni = 1,25 ÷1,75%; M = 1%; Si = 1,9 ÷ 2,1%; P ≤
0,12%
S ≤ 0,012%; Cr = 00,3 ÷ 0,5%; Mo = 0,1 ÷ 0,2%.
Trục làm việc ở điều kiện cán nóng do đó chi tiết rất dễ gây ra hiện
tượng cong vênh nên ta phải chọn vật liệu hợp lý.
Chọn vật liệu chế tạo chi tiết là gang. Để đạt được yêu cầu ta so sánh
đặc tính của gang thường gặp sau: Nhìn chung về cơ tính gang là loại vật
liệu có độ bền kéo thấp, độ dòn và độ ổn định cao, song sự có mặt của
grafit tồn tại như những lỗ hổng có sẵn trong gang ảnh hưởng tốt đến cơ
tính như: tăng khă năng chống mòn do ma sát vì các lỗ hổng là nơi chứa
dầu bôi trơn đó là khả năng tự bôi trơn của gang.
Tính công nghệ của gang: Tính đúc và gia công cắt gọt dễ vì gang
dòn nên phoi hình thành là phoi vụn bởi trong gang có các thành phần cùng
tinh nên độ chảy lỏng cao.
Ngoài ra trong gang còn chịu ảnh hưởng của một số yếu tố như :
cacbon, Mg , silic, phốtpho, lưu huỳnh. Do cơ tính, tính công nghệ và ảnh
hưởng của các chất trong gang nên gang được phân thành nhiều loại. ở đây
ta so sánh công dụng và cơ tính của 3 loại gang sau: Gang xám, gang
dẻo , gang cầu. Để từ đó ta chọn ra loại gang có cơ tính phù hợp để chế tạo
chi tiết.
7

Bảng so sánh 3 loại gang :
Loại gang Gang dẻo Gang xám Gang cầu
σ > σ
b
400 ÷ 700 250÷400 100÷1000
Cơ tính
Các phương
pháp đúc
Độ dẻo cao
đúc các sản
phẩm có hình
dạng phức
tạp , tiết diện
thành mỏng
Độ bền thấp
Đúc những sản
phẩm có tính
đặc điểm :
kich thước lớn
kết cấu phức
tạp , sản phẩm
ít chịu va đập
khi làm việc,
chịu nén tốt, ít
chịu mài mòn
Độ bền độ dẻo
tốt. Dùng để
chế tạo các chi
tiết máy quan
trọng, các chi

tiết chịu tải
lớn, các chi
tiết làm việc ở
điều kiện nhiệt
độ cao, chịu
mài va đập lớn
Từ các đặc điểm và sự so sanh của các loại gang xám, gang dẻo, gang
cầu thì với các đặc điểm và yêu cầu của chi tiêt là trục cán ta thấy loại
gang đạt nhiều yêu cầu của chi tiết hơn cả là gang cầu.
1.3. Tính công nghệ trong kết cấu của trục cán.
Tính công nghệ trong kết cấu là một tính chất quan trọng của sản
phẩm nhằm đảm bảo tiêu hao kim loại ít nhất, giá thành thấp nhất .Tính
công nghệ trong kết cấu có ảnh hưởng trực tiếp tới năng suất và độ chính
xác gia công và phụ thuộc vào quy mô sản xuất, tính chất loạt của sản
phẩm và điều kiện sản xuất cụ thể. Do đó nó phải được đánh giá được với
tổng thể với tổng thể chi tiết gia công.
Trục cán là chi tiết mang đầy đủ các đặc điểm của một chi tiết dạng
trục, có các bề mặt gia công cơ bản là các mặt tròn xoay, kết cấu dạng trục
8
bậc, đường kính các đoạn trục phân bố giảm dần về hai phía đầu. Các bề
mặt tròn xoay trên trục gia công không phức tạp, biện pháp gia công tinh
lần cuối có thể tiện tinh hoặc mài, các nguyên công trung gian có thể sử
dụng máy và dao thông thường.
Việc gia công mặt đầu để tạo mặt phẳng cho bước khoan tâm (để đảm
bảo việc đồng tâm) cho các đoạn trục phân bố đều lượng dư. Để đảm bảo
yêu cầu này cần phải gia công đồng thời hai lỗ tâm trên cùng một nguyên
công và thực hiện trên cùng một lần gá.
- Chi tiết có kích thước chiều trục L
max
= 1650 (mm), đoạn trục có D

max
Φ400 là chi tiết có khối lượng lớn, vận chuyển khó khăn và như vậy việc
gá đặt sẽ rất phức tạp (phải dùng cẩu trục, móc cẩu cho việc gá). Vì thế
công việc gá đặt tốn nhiều thời gian và công sức.
Do đó để đạt năng suất, giảm bớt chi phí phụ ta xây dựng quy trình
công nghệ theo nguyên tắc tập trung nguyên công.
Bề mặt gia công chủ yếu là các mặt tròn xoay do đó ta có thể sử dụng
các loại dao thông thường.
Trục cán có tỉ số :
Nên ta có thể sử dụng phương pháp gia công đồng thời bằng nhiều
dao để tăng năng suất và giảm giá thành.
Đối với những chi tiết có trọng lượng lớn khi gia công sẽ rất phhức
tạp cho việc gá đặt , mất nhiều thời gian cho viẹc gá đặt .
Do đó để đạt được năng suất cao, giảm bớt thời gian phụ nên xây
dựng quy trình công nghệ . theo nguyên tắc tập chung nguyên công.
Có thể gia công được đồng thời nhiều dao gia công nhiều bề mặt
cùng một lúc.

10125,4
400
1650
D
L
<==
9
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN SẢN XUẤT
2.1. Dạng sản xuất
Dạng sản xuất là một khái niệm đặc trưng có tính chất tổng hợp giúp
cho việc xác định hợp lý đường lối biện pháp công nghệ và tổ chức sản
xuất để tạo ra sản phẩm đạt chỉ tiêu kỹ thuật và kinh tế. Việc xác định dạng

sản xuất nói nên quy mô sản xuất, với ý nghĩa cho phép đầu tư vốn, đầu tư
cơ sở vật chất kĩ thuật khác để tổ chức sản xuất nhằm đạt được hiệu quả
kinh tế cao nhất.
Trong quá trình chế tạo máy có thể phân biệt theo ba dạng sản xuất :
Sản xuất đơn chiếc.
Sản xuất hàng loạt.
Sản xuất hàng khối.
Mỗi dạng sản xuất có những đặc điểm riêng, tuy nhiên để xác định được
dạng sản xuất ta phải biết được sản lượng hàng năm của chi tiết gia công và
trọng lượng của chi tiết.
2.2. Sản lượng cơ khí hàng năm của chi tiết gia công.
Theo công thức 1 - [1] ta có:

Trong đó :
N: Số chi tiết được sản xuất trong một năm .
N
1
: Số sản phẩm được sản xuất trong một năm N
1
= 10.000(ct/năm).
m : Số chi tiết trong một sản phẩm m = 1.
β : Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ β = 5% ÷ 7% = 5%.
α :Phế phẩm chủ yếu trong các phân xưởng đúc, rèn α = 3% ÷ 6% =
3%.
Do vậy:
3 5
N 10.000. 1. (1 ) 10800(ct/nam).
100
+
= + =

2.3. Xác định trọng lượng chi tiết :
Theo công thức Q = V× γ (kG).
(ct/nam).)
100
(1.m.NN
1
βα
+
+=
10
V
1
V
2
V
3
V
4
V
5
165
260
800
260 165
Trong đó : Q Trong lượng chi tiết (KG).
V Thể tích chi tiết (dm
3
).

Với : Di, Li là kích thước đường kính, chiều dài đoạn trục thứ i.

γ Trọng lượng riêng của vật liệu .
Vật liệu là gang cầu thì γ
gc
= 6,8 ÷ 7,4 (KG/dm
3
) = 7,2 (KG/dm
3
).
*Tính thể tích chi tiết gia công :

V
1
= × π × D
1
2
× l
1
= × π × 200
2
× 165 = 5181000 (mm
3
) .
V
2
= × π × D
2
2
× l
2
= × π × 220

2
× 260 = 9878440(mm
3
) .
V
3
= × π × D
3
2
× l
3
= × π× 400
2
× 800 = 10048000(mm
3
) .
V
4
= V
2
= 9878440 (mm
3
)
V
5
= V
1
= 5181000 (mm
3
)

4
1
4
1
4
1
4
1
4
1
4
1
).(dmLiDi
4
π
VV
32
i
××==
∑
11
V =
∑
=
5
1i
Vi
= V
1
+ V

2
+ V
3
+ V
4
+ V
5
= 5181000 + 9878440 + 1004800 +
5181000 + 9878440 = 130598880 (mm( dm
3
).
Tính trọng lượng cho chi tiết gia công
Q =
v×
γ
= 7,2 x 43, 12 = 310,464 (kg)
Ta đã xác định được sản lượng và trọng lượng chi tiết. Theo bảng 2 - [1] ta
xác định được dạng sản xuất là:
Dạng sản xuất hàng khối.
Đối với chi tiết trục cán sản xuất theo dạng sản xuất hàng khối có các đặc
điểm:
− Có sản lượng rất lớn, sản phẩm ổn định .
− Tại mỗi chỗ làm việc chỉ thực hiện một nguyên công nhất định lặp đi lặp
lại hoặc phân thành từng loại thay đổi theo chu kỳ nhất định.
− Về tổ chức sản xuất :
+ Máy được bố chí theo trình tự nguyên công thành một dây truyền .
+ Trang thiết bị chuyên dùng .
+ Quá trình gá đặt chủ yếu tự động đạt kích thước .
+ Độ chính xác đạt được chủ yếu bằng chỉnh sẵn dao .
+Trình độ công nhân không cao nhưng yêu cầu thợ điều chỉnh máy phải có

tay nghề cao.
+ Các văn kiện công nghệ hết sức chặt chẽ và tỉ mỉ, phải chia quá trình
công nghệ tới mức phân cấp nhỏ nhất của nó




12
CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN
3.1. Cơ sở chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi.
Việc chon phôi và phương pháp chế tạo phôi hợp lý sẽ đạt được các
yêu cầu của chi tiết gia công, tạo điều kiện thuận lợi cho việc gia công cắt
gọt, giảm chi phí sản xuất, hạ giá thành sản phẩm.
Với trục cán luôn làm việc ở nhiệt độ cao chịu tải trọng và mô men
lớn nên cần có phôi phù hợp. Mặt khác vật liệu là gang cầu (βϕ 60-2) luôn
phù hợp cho phôi đúc, khi chế tao ra chi tiết đáp ứng được yêu cầu và thời
gian làm việc, hình dáng phôi càng giống chi tiết càng tốt, kích thước phôi
đảm bảo phân bố đủ lượng dư cho quá trình gia công .
Căn cứ vào hình dáng kết cấu và điều kiện làm việc, loại hình sản xuất
kết cấu chi tiết mà ta đã phân tích và xác định cùng với các yêu cầu đặt ra
cho chi tiết thì phôi đúc là phù hợp hơn cả.
3.2. Phương pháp chế tạo phôi.
Đối với phôi đúc thì phương pháp chính tạo phôi là đúc phôi, để chọn được
phương đúc hơp lý ta tìm hiểu một số phương pháp đúc (Đúc trong khuôn
kim loại, Đúc áp lực, Đúc ly tâm, Đúc trong khuôn cát ).
− Đúc trong khuôn kim loại:
Ưu điểm: Chế tạo được vật đúc có độ nhẵn bề mặt cao chất lượng tốt,
khuôn có thể dùng được nhiều lần.
Nhược điểm: Chi tiết đúc thường có độ cứng bề mặt do vậy phải có thêm
nguyên công nhiệt luyện trước khi gia công. Do vậy nó chỉ phù hợp với vật

đúc có vật liệu là thép.
− Đúc trong khuôn cát:
Ưu điểm: Vật liệu làm khuôn có sẵn, rẻ tiền, dễ kiếm. Có hai phương pháp
làm khuôn (bằng tay và bằng máy ).
+ Làm khuôn bằng tay:
13
Đặc điểm: Đòi hỏi người công nhân phải có tay nghề cao, đô chính xác của
vật đúc phụ thuộc tay nghề công nhân. Quá trình làm khuôn nặng nhọc,
công nhân lao động vất vả, chỉ phù hợp với dạng sản xuất đơn chiếc, phục
hồi sửa chữa.
+ Làm khuôn bằng máy:
Đặc điểm: Khuôn đươc đầm chặt, năng xuất cao, giảm được lao động nặng
nhọc cho công nhân, giảm thời gian sản xuất. Chỉ áp dụng cho dạng sản
xuất hàng loạt và hàng khối với các chi tiết có kết cấu đơn giản.
Theo phương pháp này phù hợp với chi tiết trục cán.
− Đúc áp lực:
Ưu điểm: Vật đúc có độ bóng, độ chính xác cao, chế tạo được vật đúc có
thành mỏng, hình dáng phức tạp, lượng dư nhỏ, nhưng giá thành cao.
− Đúc ly tâm:
Ưu điểm: Đúc được vật đúc có thành mỏng, kết cấu phức tạp, lượng dư
nhỏ.
Nhược điểm: Giá thành cao, bề mặt trong của vật đúc rất kém.
⇒ Với đặc điểm của các phương pháp trên thì căn cứ vào yêu cầu kỹ
thuật, dạng sản xuất là hàng khối, hình dáng không phức tạp, vật liệu chế
tạo là Bµ 60-2. Vì vậy chọn phương pháp đúc trong khuôn cát và làm
khuôn bằng máy.
14
Sơ đồ bố trí như hình vẽ:

T
D
15
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ QTCN GIA CÔNG TRỤC CÁN
THÉP GÓC
A-Phân tích việc chọn chuẩn khi gia công :
Chọn chuẩn có ý nghĩa rất quan trọng trong việc thiết kế quy trình công
nghệ. Chọn chuẩn hợp lí nhằm thoả mãn các yêu cầu:
− Đảm bảo chất lượng chi tiết trong suốt quá trình gia công.
− Đảm bảo năng suất cao, giá thành hạ.
Từ các yêu cầu đó ta có thể chọn chuẩn theo các nguyên tắc:
− Khi chọn chuẩn phải xuất phát từ nguyên tắc 6 điểm để khống chế hết số
bậc tự do cần thiết một cách hợp lý nhất, tuyệt đối tránh thiếu định vị và siêu
định vị, cũng có thể sử dụng sơ đồ thừa định vị nhưng trong nhiều trường hợp
tránh thừa định vị không cần thiết.
− Chọn chuẩn sao cho lực cắt, lực kẹp không làm biến dạng chi tiết gia
công quá nhiều đồng thời lực kẹp phải nhỏ để giảm sức lao động của công
nhân.
− Chọn chuẩn sao cho kết cấu đồ gá đơn giản, sử dụng thuận lợi nhất và
phù hợp với từng loại hình sản xuất.
1. Chọn chuẩn tinh:
1.1. Yêu cầu khi chọn chuẩn tinh:
− Đảm bảo phân bố đủ lượng dư cho các bề mặt gia công.
− Đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan gữa các bề mặt gia công với
nhau.
1.2. Nguyên tắc khi chọn chuẩn tinh:
− Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính. Nếu chọn được như vậy thì
chi tiết gia công có vị trí khi gia công giống như khi làm việc, độ chính xác
đạt được một cách trực tiếp dễ dàng hơn đồng thời đơn giản hoá quá trình lắp
giáp và không phải gia công các chuẩn tinh phụ.

16
− Cố gắng chọn chuẩn tinh sao cho tính trùng chuẩn càng cao càng tốt. Nếu
như vậy sẽ giảm được sai số gia công và khi chuẩn cơ sở trùng chuẩn khởi
xuất thì sai số chuẩn bằng 0.
- Cố gắng chọn chuẩn tinh thống nhất cho cả quá trình gia công. Nếu được
như vậy thì số chủng loại của đồ gá sẽ giảm bớt được chi phí thiết kế tính
toán, chế tạo đồ gá do đó giá thành sẽ giảm.
Từ các yêu cầu và các lời khuyên ta có thể chọn chuẩn theo các phương án:
1.3. Các phương án chọn chuẩn tinh:
a) Phương án 1:
Chuẩn tinh là hai lỗ tâm dùng để truyền mô men xoắn trong đó :
Mũi tâm cố định khống chế 3 bậc tự do .
Mũi tâm di động khống chế 2 bậc tự do.
Sơ đồ định vị như hình vẽ:
− Ưu điểm:
+ Với chi tiết gá trên hai mũi tâm ta có thể gia công trên nhiều lần gá đảm
bảo được lời khuyên khi chọn chuẩn tinh thống nhất. Khi gia công trên hai
mũi tâm đảm bảo độ đồng tâm cao và gia công được hầu hết các bậc trụ,
không gian công rộng, gá đặt chi tiết đơn giản, đồ gá tiêu chuẩn.
+ Chọn chuẩn tinh là hai lỗ tâm có thể sử dụng dùng để kiểm tra, sửa chữa,
lắp giáp, gá đặt chi tiết nhanh.
17
− Nhược điểm:
+ Chọn chuẩn tinh là hai lỗ tâm thì khi gia công lỗ tâm chóng mòn và sinh
nhiệt do ma sát sẽ làm biến dạng lỗ tâm ,do đó lại phải sửa lỗ tâm khi mòn.
+ Độ cứng vững kém, do phải truyền lực bằng tốc nên làm hẹp không gian
gia công của chi tiết gia công.
+ Yêu cầu kĩ thuật gia công lỗ tâm phải chính xác, nếu dùng mũi tâm cứng
sẽ gây sai số chuẩn đối với kích thước chiều trục
b) Phương án 2:

Chọn chuẩn tinh là hai mặt trụ ngoài ta sẽ khống chế được 4 bậc tự do. Khi
cần khống chế bậc tự do thứ 5 ta chọn mặt bậc trụ.
− Khi phay rãnh then trên trục còn tuỳ thuộc vào phương pháp gia công mà
ta cần khống chế bậc tự do thứ 5.
 Nếu điều chỉnh sẵn dao thì ta cần phải khống chế bậc tự do thứ 5 tịnh tiến
theo trục OX.
Sơ đồ định vị như hình vẽ:
-Ưu điểm: Có độ cứng vững cao, gá đặt nhanh, đồ gá đơn giản (dùng khối V
ngắn). Vì vậy ta áp dụng ở sơ đồ định vị này để phay rãnh then trên trục.
− Nhược điểm: Định vị như vậy sẽ có sai số chuẩn, không gia công được
hầu hết các bề mặt chi tiết.
c) Phương án 3:
18
Chuẩn tinh là mặt trụ ngoài kết hợp với lỗ tâm.
− Ưu điểm: Độ chính xác của mâm cặp ảnh hưởng tới độ chính xác tương
quan giữa các bề mặt của chi tiết gia công. Tính vạn năng cao, lực kẹp lớn, gá
đặt đơn giản, thuận tiện.
− Nhược điểm: Độ chính xác đồng tâm thấp, năng suất không cao, không
gia công được hết các bề mặt của chi tiết.
Sơ đồ định vị như hình vẽ:
Nhận xét: Với 3 phương án chọn chuẩn tinh vừa phân tích ở trên ta thấy chi
tiết cần gia công là trục cán có trọng lượng và kích thước khá lớn, có các
đoạn trục bậc khác nhau. Do vậy mà phương án 1 là phương án tối ưu và
đạt hiệu quả tuy nhiên kết hợp với hai phương án sau để thực hiện các
nguyên công trong quá trình công nghệ gia công trục cán.
2. Chọn chuẩn thô:
Chọn chuẩn thô có ý nghĩa quyết định đến quy trình công nghệ, nó ảnh
hưởng tới các nguyên công sau và độ chính xác của các chi tiết gia công
bởi chuẩn thô được dùng ở nguyên công đầu tiên trong quá trình gia công
cơ.

2.1. Yêu cầu khi chọn chuẩn thô:
− Đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan giữa các bề mặt gia công và
không gia công.
− Đảm bảo phân bố đủ lượng cho các bề mặt sẽ gia công.
19
2.2. Nguyên tắc khi chọn chuẩn thô:
− Theo một phương kích thước nhất định nếu trên chi tiết gia công có một bề
mặt gia công thì nên chọn bề mặt đó làm chuẩn thô.
− Theo một phương kích thước nhất định nếu trên chi tiết gia công có hai
hay nhiều bề mặt gia công thì nên chọn bề mặt nào có yêu cầu về độ chính
xác tương quan so với bề mặt gia là cao nhất làm chuẩn thô.
− Theo một phương kích thước nhất định nếu trên chi tiết gia công có tất cả
các bề mặt đều gia công thì nên chọn bề mặt phôi nào có yêu cầu lượng dư
nhỏ và đồng đều nhất làm chuẩn thô.
− Nếu trên chi tiết gia công có nhiều bề mặt đủ tiêu chuẩn làm chuẩn thô thì
nên chọn bề mặt bằng phẳng, trơn chu nhất làm chuẩn thô.
− ứng với một bậc tự do cần thiết chỉ được phép chọn và sử dụng chuẩn thô
không quá một lần và nếu vi phạm lời khuyên này gọi là phạm chuẩn thô.
Khi đó sẽ gây ra sai số vị trí tương quan giữa các bề mặt gia công với nhau.
Đối với chi tiết trục cán trên đó có đoạn trục Φ160 dùng để lắp ổ trượt có
yêu cầu độ bóng cao, độ chính xác cao và đảm bảo độ đồng tâm nên ta
chọn ngõng trục này làm chuẩn thô. Theo phương án này thì thoả mãn
được các yêu cầu và nguyên tắc khi chọn chhuẩn thô.
Sơ đồ định vị như hình vẽ:
20
B. Các sơ đồ nguyên công :
Ta có trình tự các nguyên công như sau:
1) Nguyên công I: Khoả mặt đầu, Khoan tâm.
Bước 1: Khoả mặt đầu.
Bước 2: Khoan tâm.

2) Nguyên công II: Tiện thô các bề mặt :: Φ374,6, Φ220, Φ200, mặt đầu
Φ374,6
3) Nguyên công III:Tiện thô các bề mặt :: Φ400, mặt đầuΦ400, Φ220,
Φ200.
4) Nguyên công IV:Tiện tinh các bề mặt: Φ374,6, mặt đầu Φ374,6, Tiện
tinh Φ220, Φ200, tiện cung R20, R11 và vát mép 4x45
o
.
5) Nguyên công V:Tiện tinh các bề mặt đoạ: Φ400, mặt đầu Φ400,
Φ200,Φ220 ,Φ200.
6) Nguyên công VI:Tiện thốc các rãnh cán tinh:
7)Nguyên công VII: Tiện thô rãnh cán bán tinh; tiện bậc đầu trục và vát
mép 45x5 ở hai đầu.
8 )Nguyên công VIII: tiện tinh các rãnh cán bán tinh.
9)Nguyên công IX: Tiện tinh các rãnh cán bán tinh.
10)Nguyên công X: Kiểm tra trung gian
11)Nguyên công XI:Phay rãnh hoa mai
12)Nguyên công XII:Phay rãnh hoa mai
13)Nguyên công XIII :Mài cổ trục
14) Tổng kiểm tra

21
C. TÍNH VÀ CHỌN CHẾ ĐỘ CẮT MÁY CẮT
1. Tính và tra lượng dư
Phôi được xác định phần lớn dựa vào lượng dư gia công, lượng dư gia
công được xác định hợp lý về trị số sẽ góp phần bảo đảm hiệu quả kinh tế
của quá trình công nghệ vì:
− Lượng dư quá lớn sẽ làm tốn nguyên vật liệu, tiêu hao sức lao động của
công nhân, tốn năng lượng dụng cụ cắt dẫn đến làm tăng giá thành sản phẩm.
− Lượng dư quá nhỏ sẽ không đủ lượng dư để hết sai lệnh của phôi và chất

lượng bề mặt chi tiết đạt được thấp khi đó sản phẩm chưa thể hoàn thiện hơn.
Như vậy sai lệnh sẽ giảm dần sau mỗi lần qua gia công vì vậy trong
quá trình công nghệ ta phải chia ra làm nhiều nguyên công, nhiều bước nhỏ
để bớt dần lượng dư. Do vậy lượng dư cần phải đủ để thực hiện các nguyên
công đó. Mặt khác nếu lượng dư quá bé sẽ xảy ra hiện tượng trượt giữa dao
và chi tiết dẫn đến mòn dao, chất lượng bề mặt gia công giảm.
Mục đích của việc xác định lượng dư là sao cho lượng dư ở mỗi nguyên
công, bước hợp lý (không quá lớn hoặc quá nhỏ), để đạt tính cắt gọt, đạt độ
chính xác yêu cầu, nâng cao tuổi thọ cho dụng cụ cắt.
Trong ngành chế tạo máy người ta thường áp dụng hai phương pháp để xác
định lượng dư gia công đó là:
− Thống kê kinh nghiệm.
− Tính toán phân tích .
* Đặc điểm của phương pháp thống kê kinh nghiêm: Lượng dư gia công
được xác định bằng tổng giá trị lượng dư các bước gia công theo kinh
nghiệm. Giá trị theo kinh nghiệm này được tổng hợp thành bảng trong sổ
tay.
Nhược điểm: Không xét tới những điều kiện gia công cụ thể nên giá trị
lượng dư thường lớn hơn giá trị cần thiết.
22
* Đặc điểm của phương pháp thống kê phân tích: Xác định lượng dư gia
công, trên cơ sở phân tích các yếu tố tạo ra lớp dư cần phải hớt đi để tạo ra
chi tiết hoàn chỉnh, do vậy tiết kiệm được vật liệu tạo phôi dẫn đến giảm
được thời gian gia công.
Nhược điểm: Tính toán phức tạp mất rất nhiều thời gian.
⇔ Từ các đặc điểm của hai phương pháp trên thống kê kinh nghiệm và tính
toán phân tích, ở đây ta áp dụng xác định lượng dư cho bề mặt cần độ chính
xác cao (bề mặt Φ160) theo phương pháp tính toán phân tích còn các bề
mặt còn lại ta xác định theo phương pháp thống kê kinh nghiệm.
1.1. Xác định lượng dư gia công cho bề mặt Φ220

Bề mặt Φ220 là bề mặt lắp với ổ trượt nên có chuyển động tương đối với
nhau , do đó phảis not gia công đạt độ chinh xác câp 8, và độ bóng đạt
1,25µm, nhằm giảm ma sát và tăng tuổi thọ ổ trục. Để đạt được yêu cầu đó
ta gi công qua các bước sau: tiên thô , tiện tinh và mài.Vì bề mặt gia công
là mặt trụ ngoài nên các bước gia công tiện và mài đều được chống tâm hai
đầu.Do đó sai số gá đạt( ε
b
= 0), trong trường hợp này và trong công thức
tính lượng dư nhỏ nhất không cần ε
b
.
Theo bảng 9-(I) stcn ta có công thức sau:
: 2Z
min
= 2( R
a
+ T
a
+ρ
a
+ ε
b
). (1)
Trong đó:
R
a
: Chiều cao nhấp nhô tế vi trung bình do bước hay nguyên công sát trước
để lại.
T
a

: Chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt do bước hay nguyên công sát trước để
lại.
ρ
a
: Sai lệnh không gian tổng cộng do bước hay nguyên công sát trước
ε
b
: Là sai số gá đặt chi tiết ở bước nguyên công đang thực hiện.
23
V ì bề mặt của Φ220 được hình thành qua đuc, tiện thô, tiện tinh mài
nên sai số không gian tổng cộng do bước công nghệ sát trước được xác
định:
ρ
a
=
22
lkcv
ρρ
+
(2
Trong đó :
ρ
cv
: Là giá trị con vênh được xác định : ρ
cv
= 4.K.L
Tra bảng 15[I] sổ tay công nghệ tập I có: 4.K= o,7(µm)
Chiều dài hi tiết gia công là :L =1650(mm) nên ta có
ρ
cv

= o,7 . 1650 = 1155 (µm)
ρ
ck
:Là độ sai lệch lòng khuôn:ρ
ck
= ρ
k
+ L
Tra bảng 4-10[II] st cn tập II có: ρ
k
= 2(mm)
Vởy : ρ
ck=
2+1650 = 1652 (mm)
Thay vào công thức (2) t được * **
ρ
a =
2
2
16521155 +
= 2015 (µ m)
- Sau khi tiện thô :ρ
thô
= 0,06. 2015 =120(µ m)
- Sau khi tiện tinh :ρ
tinh
= 0,04 . 2015 = 80,6(µ m)
- Sau khi mài : ρ
m
= 0,02 ,2015 =40,3(µ m)

Tra bảng 10[ I] sổ tay công t có:
R
z thô
=250 (µ m)
T
phôi
=350(µ m).
Tra bảng 12 [ I] ta có :
R
z thô
=50 (µ m)
T
z thô
=50(µ m)
R
z tinh
=20(µ m)
24