đồ án kỹ thuật cơ khí Tiểu luận vật liệu kỹ thuật trục khuỷu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA KỸ THUẬT TÀU THỦY
TIỂU LUẬN MÔN HỌC
VẬT LIỆU KỸ THUẬT
TÊN SẢN PHẨM:
TRỤC KHUỶU
THÉP C40
GVHD: Th.S Lê Văn Bình
SVTH: Nguyễn Văn Linh
MSSV: 51130758
Lớp: 51CKCT



Nha trang, tháng 12, năm 2010
1
Lời nói đầu

Trong đời sống sản xuất, các phương tiện máy móc đang dần thay thế sức lao
động của con người trong nhiều công việc. Không những thay thế con người làm
việc mà nó còn giúp cho hiệu quả làm việc năng suất lao động càng tăng lên. Chính
vì thế việc nguyên cứu đi sâu tìm hiểu về các thiết bị máy móc đó là việc làm cần
thiết để ta có thể hoàn thiện đưa ra các thiết bị máy móc ngày càng làm việc hiệu
quả, cho năng suất cao nhưng giá thành rẻ mang lại hiệu quả kinh tế cao.
Nguyên cứu về máy móc đó là đi nguyên cứu về nguyên lí làm việc, điều kiện
làm việc, nguyên cứu về kết cấu tổng quan về máy… và điều quan trọng là nguyên
cứu vật liệu làm nên các chi tiết cấu thành nên máy. Ta đã biết mặc dù thuộc cùng
một máy nhưng mỗi chi tiết, mỗi bộ phận của máy có thể làm việc làm việc trong
điều kiện rất khác nhau, có bộ phận làm việc trong môi trường khô ráo có bộ phận
làm việc trong môi trường dầu nhớt, có bộ phận làm việc trong điều kiện va đập lại
có bộ phận làm việc trong điều không chịu va đập…chính vì thế yêu cầu ta phải

chọn các vật liệu cho các chi tiết máy sao cho khi làm việc máy được vận hành tốt
nhất, đạt hiệu quả kinh tế về tuổi thọ làm việc củng như giá thành của vật liệu
không quá cao.
Như ta đã biết vật liệu (polime, composite, sắt, thép, hợp kim…) có ở xung
quanh ta. Chúng làm nên các sản phẩm như: bàn ghế, tủ, đèn, bút viết, máy móc…
chúng gắn liền với đời sống của mỗi chúng ta. Và sau đây ta sẽ đi nguyên cứu về
một chi tiết có thể nói là quan trọng nhất của máy được làm từ một loại vật liệu rất
phổ biến và quan trọng đó là trục khuỷu được làm từ thép C40.


2
MỤC LỤC

Nội dung trang
CHƯƠNG I: TRỤC KHUỶU 5
I.1. Ứng dụng trong thực tế phân loại sản phẩm 5
I.1.1.Ứng dụng trong thực tế 5
I.1.2. Phân loại 5
I.1.3. Vật liệu chế tạo trục khuỷu 5
I.2. Khả năng thích nghi, khả năng thay thế. 6
I.2.1. Khả năng thích nghi. 7
I.2.2. Khả năng thay thế. 7
I.3. Tiêu chuẩn vật liệu 7
CHƯƠNG II: CẤU TRÚC TỔ CHỨC THÉP C40 VẬT 8
LIỆU CHẾ TẠO TRỤC KHUỶU
I. Khái niệm. 8
II. Cấu trúc, tổ chức thép 8
CHƯƠNG III : CẤU TẠO SẢN PHẨM 10
I. Đầu trục 10
II. Khuỷu trục (chốt, má, cổ trục khuỷu) 11

III. Đuội trục khuỷu. 15
Chương IV: CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO TRỤC KHUỶU 16
I.Phương pháp gia công trục khuỷu bằng phôi rèn khuôn hoặc phôi đúc. 16
I.1. Quy trình công nghệ gia công trục khuỷu. 16
II. Quy trình công nghệ gia công trục khuỷu. 16
II.1. Với sản xuất đơn lẻ ta gia công bằng máy CNC 16
II.2. sản xuất trục khuỷu băng cách gia công bề mặt chính 16
III. Biên pháp thực hiện một số nguyên công chính. 17
Chương V: HÓA BỀN VÀ NHIỆT LUYỆN 20
I. Hóa bền. 20
I.1. Biến cứng bề mặt 20
I.2. Tôi bề mặt thép 20
II. Nhiệt luyện 22
II.1 Phương pháp nhiệt luyện 22
Chương VI: KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM 24
VI.1. Kiểm tra 24
VI.2. Đánh giá. 25
Chương VII: CHỐNG ĂN MÒN VÀ BẢO VỆ VẬT 26
LIỆU,BẢO HÀNH SẢN PHẨM
3
I. Chống ăn mòn và bảo vệ vật liệu. 26
II. Bảo hành sản phẩm 27
Chương VIII: GIẢI QUYẾT RÁC THẢI SAU KHI SỬ DỤNG 28
Chương XI: ĐỀ XUẤT 29
4
Chương I:
TRỤC KHUỶU
I.1. Ứng dụng trong thực tế, phân loại sản phẩm.
I.1.1.Ứng dụng trong thực tế.
Như ta đã biết hầu hết các máy công nghiệp, các phương tiện đi lại như ô tô,

xe máy, tàu thủy, máy bay…hoạt động được là dựa vào nguyên lí nhận năng lượng
từ việc nhiên liệu cháy nổ và sinh công. Khi được cung cấp nhiên liệu + không khí
vào xilanh nhờ vào chuyển động của pistông tạo ra áp lực làm cháy nổ nguyên liệu
sinh ra công. Năng lượng được sinh ra đẩy pistong chuyển động dọc đi xuống và
thông qua thanh truyền biến thành chuyển động quay của trục khuỷu dẫn động các
cơ cấu khác như: trục cam, trục bơm nhớt, máy phát…
Từ đó ta có thể thấy được vai trò của trục khuỷu là hết sức quan trọng. Với vai
trò dẫn động của mình trục khuỷu không thể thiếu được trong trong bất kì động cơ
xăng, động cơ diezen nào và đây cũng là chi tiết máy quan trọng bậc nhất trong các
chi tiết của máy.
I.1.2. Phân loại.
Dựa vào hình thức kết cấu người ta chia làm 2 loại:
- Trục khuỷu nguyên.
- Trục khuỷu ghép.
Dựa vào số lượng cổ trục người ta cũng chia làm 2 loai:
- Trục khuỷu đủ cổ.
- Vật liệu trốn cổ (vật liệu thiếu cổ).
Ngoài ra còn loại trục khuỷu chữ V
I.1.3. Vật liệu chế tạo trục khuỷu.
a.Thép :
- Động cơ tốc độ thấp như động cơ tầu thuỷ thường được chế tạo bằng thép
cácbon trung bình C35,C40,C45 .
- Động cơ cao tốc dùng thép hợp kim crôm , niken,
- Động cơ cường hoá (xe đua , xe du lịch ) chế tạo bằng thép hợp kim mănggan,
vônphram…
Dùng phương pháp rèn đạt độ bền cao hơn so với đúc
b. Gang graphit cầu :
Dễ đúc và rẻ , chịu mòn tốt không nhạy cảm với ứng suất tập trung , đảm bảo
điều kiện bền cho trục khuỷu.
5

Sau đây ta sẽ đi vào tìm hiểu về mục đích nguyên cứu chính đó là về loại trục
khuỷu nguyên loại trục khuỷu dùng cho động cơ cỡ nhỏ và trung bình động cơ tốc
độ thấp như động cơ tầu thuỷ thường được chế tạo bằng thép cácbon trung bình
C40.

I.2. Khả năng thích nghi, khả năng thay thế.
I.2.1. Khả năng thích nghi.
Điều kiện làm việc:
- Trong quá trình làm việc trục khuỷu chịu tác dụng của lực khí cháy , lực quán
tính .
- Các lực tác dụng gây ra ứng suất uốn và xoắn trục đồng thời còn gây ra dao động
dọc
và dao động xoắn làm động cơ rung động và mất cân bằng.
- Ngoài ra các lực nói trên còn gây ra hao mòn lớn trên các bề mặt ma sát của cổ
chính và cổ biên.
Yêu cầu :
Tuổi thọ của động cơ chủ yếu phụ thuộc vào tuổi thọ của trục khuỷu, vì vậy đối với
kết cấu của trục khuỷu cần đảm bảo các yêu cầu sau:
- Có sức bền lớn, độ cứng vững lớn, có trọng lượng nhỏ và ít mòn .
- Có độ chính xác gia công cao , bề mặt làm việc cần có độ bóng bề mặt , độ cứng
cao,
- Không xảy ra hiện tượng dao động cộng hưởng trong phạm vi tốc độ sử dụng
- Kết cấu của trục khuỷu phải đảm bảo tính cân bằng và tính đồng đều của động cơ
nhưng đồng thời phải dễ chế tạo .
Với điều kiện làm việc và yêu cầu nêu trên của trục khuỷu thì vật liệu thép cacbon
trung bình C40 với cơ tính dẻo dai chịu uốn xoắn, chịu va đập của mình có thể
thích nghi để làm trục khuỷu cho các động cơ có tốc độ thấp như tàu thủy, máy
kéo…
I.2.2. Khả năng thay thế.
Khả năng ứng dụng rộng, điều kiện làm việc phức tạp yêu cầu cao và đôi khi

không vì một lý do thiếu nguyên liệu ( thép C40) nào đó mà trục khuỷu củ động cơ
6
có tốc độ thấp cần có sư thay thế nguyên liệu chế tạo nên sản phẩm. Khi đó một số
vật liệu có cơ tính và tính chất phù hợp có thể thay thế vai trò của thép C40 đó là
các loại thép cacbon trung bình C35,C45 vì cũng có tính chất và thành phần hóa
học khá giống thép C40 nhưng khác với thành phần tỉ lệ các chất cấu tạo nên thép.
I.3. Tiêu chuẩn vật liệu.

Một số kí hiệu:
Tiêu chuẩn Việt Nam: TCVN
Tiêu chuẩn Trung Quốc: GB (Guóbiāo)
Tiêu chuẩn Nga: ΓOCT
Tiêu chuẩn Nhật: JIS (Japanese Industrial Standards)
Tiêu chuẩn Mỹ: AISI (American Society for Testing and Materials) hoặc SAE
(Society for Automotive Engineers)
Tiêu chuẩn Pháp: AFNOR (Association Franccaise de NORmalisation)
Tiêu chuẩn Đức: DIN(Deutsche Institut fur Normalisierung)
Sau đây là một số tiêu chuẩn của vật liệu làm trục khuỷu C40:

TÊU CHUẨN VẬT LIỆU



Mác
thép
TCV
N
ΓOC
T

GB
JIS AISI
/SA
E
AFN
OR
DIN
B
S
C40 C40 40 40 S40C 104
0
X40 C40 0
6
A
4
0
7
Tiêu
chuẩn
Chương II.
CẤU TRÚC TỔ CHỨC THÉP C40 VẬT
LIỆU CHẾ TẠO TRỤC KHUỶU
I. Khái niệm.
Thép C40 là thép hóa tốt có hàm lượng C nằm trong khoảng từ 0.3 – 0.5%, là loại
thép chuyên dùng để chế tạo các chi tiết chịu tải trọng tĩnh và va đập cao, yêu cầu
độ bền và độ dai va đập cao ( cơ tính tổng hợp cao) .
Nhiệt luyện hóa tốt ( tôi và ram cao) sẽ đạt được yêu cầu trên.
Tổ chức sau nhiệt luyện là Xoocbit Ram
II. Cấu trúc, tổ chức thép.
a. Cấu trúc thành phần.

Cacbon: hàm lượng C nằm trong khoảng 0.3 – 0.5% để thép có sự kết hợp hài hòa
giữa độ bền và độ dẻo dai.
Các nguyên tố hợp kim: thường dùng Cr, Mn, Si, Ni với hàm lượng <1% mỗi
nguyên tố với mục đích làm tăng độ thấm tôi. Ngoài ra các nguyên tố Mo(<0.3%)
và Ti(<0.1%) cũng được dùng để làm nhỏ hạt và chống giòn ram. Cũng có thể
dùng B với hàm lượng rất nhỏ(<0.005%) để tăng độ thấm tôi

MÁC
THÉP
THÀNH PHẦN HÓA HỌC
C Cr Mn Si Ni Các nguyên tố
khác
C40 0.37 –
0.44
<0.25 <0.8 <0.37 <0.25 -
Bảng : Thành phần các nguyên tố hóa học của mác thép C40.
b. Tổ chức.
8
Tổ chức sau nhiệt luyện là Xoocbit ram.
9
Chương III :
CẤU TẠO SẢN PHẨM

Trục khuỷu bao gồm các phần :
Đầu trục khuỷu, khuỷu trục ( chốt, má, cổ trục khuỷu) và đuôi trục khuỷu.
I. Đầu trục.


Hình : Kết cấu tổng thể của đầu trục khuỷu
10

Cổ chính
Má khuỷu
Đuôi trục
Cổ biên
Đối trọng
Đầu trục

Đầu trục khuỷu thường dung để lắp bánh răng dẩn động bơm nước, bơm dầu
bôi trơn, bơm cao áp, bánh đai (puly) để dẩn động quạt gió và đai ốc khơi động
nhằm khỏi khởi động động cơ bằng tay quay. Các bánh răng chủ động hoặc bánh
răng dẩn động lắp trên đầu trục khuỷu theo kiểu lắp căn hoặc lắp trung gian và đều
là lắp bán nguyệt đai ốc hãm chặt bánh đai, phớt chắt dầu, ổ chắn dọc trục đều lắp
trên đầu trục khuỷu.
Ngoài ra các bộ phân thường gặp kể trên trong một số động cơ còn lắp bộ giảm
xoắn của hệ trục khuỷu ở đầu trục khuỷu bộ dao động xoắn có tác dụng thu năng
lượng sinh ra do momen kích thích trên hệ khuỷu do đó dập tắc dao động gây ra
bởi momen
Bộ giao động xoắn thường lắp ở đầu trục khuỷu, là nơi có dao động xoắn lớn
nhất.

Hình ảnh về đầu trục khuỷu.
II. Khuỷu trục (chốt, má, cổ trục khuỷu)

Hình : Kết cấu khuỷu trục
11
a. Cổ chính.
Các cổ chính động cơ thường có cùng một kích thước đường kính. Đường kính
cổ chính chọn theo sức bền, điều kiện hình thành màn dầu bôi trơn , thời gian sử
dụng ,và số lần bảo dưỡng lớn .
• Kích thước đường kính cổ chính trục động cơ xăng thường dct =

(0.65÷0.8)D,lct=(0.5÷0.6)dct.
• Kích thước đường kính cổ chính trục động cơ điêzel thường dct =(0.7÷0.85)D .
Trong đó, D:đường kính xy lanh.
b. Chốt khuỷu (cổ biên)
Là bộ phận nối trục khuỷu với thanh truyền.
Đường kính có thể lấy nhỏ hơn hoặc bằng đường kính cổ chính .
Chiều dài cổ biên phụ thuộc vào khoảng cách giữa 2 đường tâm xy lanh kề nhau và
chiều dài cổ trục.

Hình: Lổ rỗng trong cổ khuỷu
Chú thích:
a)Hình ống ; b)hình trống ; c)lỗ lệch tâm
* ở các cổ khuỷu cổ biên đều làm rỗng để bố trí các rãnh dầu bên trong.
Yêu cầu:
- Lỗ dẫn dầu bố trí ở vị trí có áp suất tiếp xúc nhỏ nhất,
- Phương pháp bôi trơn dầu trong trục khuỷu là phương pháp cưỡng bức
- Dầu bôi trơn phải làm việc nhanh chóng
- Dầu phải được lọc sạch khi đến bề mặt làm việc
12

c. Má khuỷu.
Má khuỷu là bộ phận nối giữa cổ trục và cổ biên.
Hình dạng má khuỷu chủ yếu phụ thuộc vào dạng động cơ, trị số áp suất khí thể
và tốc độ quay của trục khuỷu.
Các loại hình dạng má khuỷu:
Hình chữ nhật
Hình tròn
Hình ô van
Hình dạng má khuỷu.
13

Lỗ dẫn
dầu

Các lổ khoan trong má khuỷu
d. Đối trọng.
Đối trọng được lắp trên trục khuỷu có 2 tác dụng chủ yếu:
Cân bằng lực và momen quán tính không cân bằng
của động cơ.
Giảm phụ tải cho cổ trục.
Mặt khác trục khuỷu và thân máy là những chi tiết
không cứng vững, biến dạng nên đối trọng còn có tác
dụng cân bằng và giảm rung động .
Kết cấu đối trọng : đối trọng có nhiều loại
Đối trọng hàn liền với má khuỷu ở động cơ điêzel
Đối trọng được ghép vào má khuỷu bằng bu lông
Để giảm trọng lượng đối trọng thì đối trọng phải được mắc càng xa tâm quay của
trục càng tốt.

.
Các kiểu đối trọng :
14
a) lắp bằng đinh tán hoặc bulông ngoài
b) Bulông có nắp đậy
c) Gắn bulông trong
d) Lắp bằng bulông đặt ngang
e) Lắp rãnh mang cá
III. Đuôi trục khuỷu.

Mô hình đuôi trục khuỷu
Đuôi trục khuỷu thường lắp các chi tiết máy của động cơ truyền dẩn công suất ra

ngoài máy công tác.
Trục thu công suất động cơ thường đồng tâm với trục khuỷu dùng mặt bích trục
khuỷu để lắp bánh đà.
Ngoài kết cấu dùng để lắp bánh đà trên đuôi trục khuỷu còn lắp các bộ phận đặc
biệt:
- Bánh răng dẫn động cơ cấu phụ: trong một vài loại động cơ do đặc điểm kết cấu
phải bố trí dẫn động cơ cấu phụ phải lắp bánh răng đuôi trục khuỷu nên phía đuôi
trục khuỷu phải có mặt bích để lắp bánh răng.
- Vành chắn dầu trên đuôi trục khuỷu có tác dụng ngăn không cho dầu nhờn chảy
ra khỏi cacte.

15
Chương IV: CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO
TRỤC KHUỶU
I. Phương pháp gia công trục khuỷu bằng phôi rèn khuôn hoặc
phôi đúc.
I.1. Quy trình công nghệ gia công trục khuỷu.
a. Chọn chuẩn để gia công.
Khi chọn chuẩn để gia công cần căn cứ vào yêu cầu kỹ thuật để chọn. Đối với
trục khuỷu độ đồng tâm giữa các cổ trục (cổ chính và cổ biên) là rất quan trọng, vì
thế chuẩn để gia công thường là 2 lỗ tâm, dùng để gia công thô và gia công tinh,
hầu hết các bề mặt của trục. Dùng lỗ tâm làm chuẩn phải dùng tốc kẹp mặt ngoài
phía trái đầu trục để truyền moment xoắn, có thể dùng tốc thẳng khi mài và tốc
cong khi tiện. Khi gia công nhiều dao, trục dài có thể truyền moment xoắn từ 2
phía. Khi định vị bằng 2 mũi tâm nếu dùng mũi tâm cứng, rất dễ dẫn đến sai số
chuẩn chiều dài do khi khoan tâm độ sâu lỗ khoan không đều. Để khắc phục sai số
này có thể dùng mũi tâm tùy động, mũi tâm có lò xo đẩy, khi đó mặt đầu của chi
tiết luôn tỳ vào mặt đầu phiến 2 vì vậy không có sai số chuẩn kích thước chiều dài.
Khi định vị bằng 2 mũi tâm nếu dùng mũi tâm cứng, rất dễ dẫn đến sai số chuẩn
chiều dài do khi khoan tâm độ sâu lỗ khoan không đều. Để khắc phục sai số này có

thể dùng mũi tâm tùy động, mũi tâm có lò xo đẩy, khi đó mặt đầu của chi tiết luôn
tỳ vào mặt đầu phiến vì vậy không có sai số chuẩn kích thước chiều dài. Khi chọn
chuẩn để gia công cần căn cứ vào yêu cầu kỹ thuật để chọn. Đối với trục khuỷu độ
đồng tâm giữa các cổ trục (cổ chính và cổ biên) là rất quan trọng, vì thế chuẩn để
gia công thường là 2 lỗ tâm, dùng để gia công thô và gia công tinh, hầu hết các bề
mặt của trục. Dùng lỗ tâm làm chuẩn phải dùng tốc kẹp mặt ngoài phía trái đầu trục
để truyền moment xoắn, có thể dùng tốc thẳng khi mài và tốc cong khi tiện. Khi gia
công nhiều dao, trục dài có thể truyền moment xoắn từ 2 phía.
II. Quy trình công nghệ gia công trục khuỷu.
II.1. Với sản xuất đơn lẻ ta gia công bằng máy CNC.
Bao gồm các bước:
- Tao phôi bằng rèn hoặc phôi đúc.
- Lập trình quy trình gia công cho máy và đưa vào máy.
- Gia công bằng máy CNC.
II.2. sản xuất trục khuỷu băng cách gia công bề mặt chính.
16
Như vậy, trình tự gia công các bề mặt chính của trục khuỷu liền bằng phôi rèn
khuôn hoặc phôi đúc như sau:
1. Nắn thẳng phôi.
2. Khỏa mặt đầu, khoan lổ tâm ở 2 đầu cổ chính.
3. Phay mặt cạnh má trục khuỷu hoặc gia công lổ trên mặt bích, mục đích để
định vị khi gia công cổ biên.
4. Nắn thẳng và kiểm tra độ đảo khi gá trục vào 2 lỗ tâm.
5. Gia công thô và gia công bán tinh các cổ chính, chuẩn là 2 lỗ tâm.
6. Gia công thô và gia công bán tinh các cổ biên, các bề mặt má khuỷu.
7. Phay mặt rãnh má khuỷu, phay rãnh then
8. Gia công các lỗ dầu bôi trơn, lỗ đối trong…
9. Tôi và ram các cổ trục.
10. Kiểm tra sửa lỗ tâm.
11. Mài thô và tinh các cổ chính.

12. Mài thô và tinh các cổ biên, khi gia công tinh các cổ biên thường dùng
phương pháp mài trên máy mài trục khuỷu chuyên dùng hoặc trên máy mài tròn
với đồ gá thích hợp. cách gá giống như khi tiện.
13. Cân bằng động.
14. Gia công tinh lần cuối cổ chính và cổ biên.
15. Tổng kiểm tra lần cuối.
III. Biện pháp thực hiện một số nguyên công chính.
1. Gia công phôi.
Thông thường phôi được cung cấp muốn sử dụng để làm trục khuỷu cần được gia
công. Phôi được tạo bằng cách đúc, cán, cắt gọt…
Sau khi tạo phôi do chưa đạt được về cơ tính cung như các yêu cầu khác nên phôi
cần được rèn để biến cứng.

Sau khi rèn bị biến cứng , thép phải được qua ủ không
hoàn toàn ở 840 – 860oC đạt độ cứng HB 241 – 269 với tổ chức peclit + cacbit nhỏ
mịn phân bố đều, mới có thể gia công cắt tạo dao được .
2. khỏa mặt đầu và khoan các lổ tâm:
Đây là nội dung cơ bản của công việc gia công tạo chuẩn, vì lỗ tâm được chọn
làm chuẩn tinh trong quá trình gia công. Việc khỏa mặt đầu và khoan lỗ tâm thực
hiện theo các phương pháp sau:
Trong sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ: Phay 2 mặt đầu trục và lấy dấu để khoan 2 lỗ
tâm. Cũng có thể gá trục trên mâm cặp, xén mặt đầu, khoan lỗ tâm theo dấu, sau đó
đổi đầu để gia công phía còn lại.
Trong sản xuất hàng loạt và hàng khối: Phay mặt đầu trục cả 2 phía trên máy phay
nằm ngang, sau đó khoan lỗ tâm 2 phía trên máy khoan chuyên dùng, khoan tâm
tiến hành cùng lúc từ 2 đầu phôi để đảm bảo độ đồng tâm.
17
3. Gia công cổ chính trên trục:
Sau khi khỏa mặt đầu và khoan các lỗ tâm, tiếp theo tiến hành gia công cổ chính
của trục, thường tiến hành trên máy tiện, trước hết ta gia công cổ chính ở giữa, rồi

đặt luy nét vào đó để tăng độ cứng vững khi gia công các cổ chính còn lại.
Trong trường hợp các trục có số cổ chính nhỏ hơn 5 ta có thể gia công bình
thường bằng chống tâm 2 đầu và không cần đỡ bằng luy nét.
4. Gia công mặt lệch tâm trên trục (Cổ biên):
Các bề mặt (Cổ trục) lệch tâm còn gọi là cổ biên có đường tâm không trùng nhưng
lại song song với đường tâm chung của trục. Để gia công các bề mặt lệch tâm (cổ
biên) ta có các phương pháp sau:
Trong sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ: Thường tiến hành rà gá trực tiếp hoặc theo
dấu, có thể dùng mâm cặp 4 chấu hoặc mâm cặp 3 chấu, gá đặt sao cho tâm cổ biên
trùng với tâm quay của máy. Để đạt độ chính xác cao, sai số giữa (tâm cổ chính và
tâm cổ biên là 0,01mm) có thể dùng đồng hồ so đặt trên đài gá dao để kiểm tra.
Trong sản xuất hàng loạt và hàng khối: Tiến hành gá đặt trên máy tiện bằng đồ gá
chuyên dung loại đồ gá này dùng cho cả tiện và mài tinh cổ biên, để tăng độ cứng
vững khi mài bố trí thêm vấu tỳ.
5. Kiểm tra trục.
- Kiểm tra vị trí tương quan giữa các bề mặt trục như : Độ đồng tâm giữa các bậc
trục, độ không song song giữa đường trục của cổ chính và cổ biên.
- Kiểm tra hình dáng hình học chi tiết trục bằng đồng hồ và gá trục trên 2 mũi tâm
18
Thông thường quá trình gia công trục khuỷu chia làm 3 giai đoạn sau:
1/ Gia công chuẩn phụ: dùng chuẩn thô là cổ chính gá vào khối V và tỳ vào
một má trục, để khống chế kích thước chiều dài và tiến hành khỏa mặt đầu, khoan
lỗ tâm. Khi phay mặt cạnh hoặc khoan lỗ mặt bích để làm chuẩn cho gia công cổ
biên ta dựa vào cổ biên, để định vị góc xoay. Đối với phôi rèn tự do, thường gia
công theo dấu.
2/ Gia công trước nhiệt luyện: đây là giai đoạn phức tạp và khó khăn nhất (vì
sai lệch của phôi, độ cứng vững gá đặt kém). Khi gia công cổ chính, cần chọn cách
gá đặt sao cho biến dạng ít nhất. Ví dụ khi gia công trục khuỷu có 6 xi lanh với 7
cổ chính, trước hết ta gia công cổ chính ở giữa, rồi đặt luy nét vào đó để tăng độ
cứng vững khi gia công các cổ chính còn lại. Khi gia công cổ biên, thường không

dùng lỗ tâm ở cổ chính làm chuẩn mà gá đặt ngay vào cổ chính vừa gia công (Bằng
mâm cặp hoặc khối V) để đảm bảo độ cứng vững khi gá đặt.
3/ Gia công tinh và gia công lần cuối sau khi nhiệt luyện: Bao gồm mài thô và
mài tinh các cổ chính, cổ biên. Nếu các cổ chính và cổ biên, yêu cầu độ chính xác
và độ nhẵn bóng cao hơn có thể mài siêu tinh và đánh bóng… Ngoài ra còn dùng
lăn ép, va đập để nâng cao độ bền mỏi ở các góc lượn của cổ trục nơi thường có
ứng suất tập trung lớn.
19
Chương V: HÓA BỀN VÀ NHIỆT LUYỆN
I. Hóa bền.
Gồm có các phương pháp:
I.1. Biến cứng bề mặt
I.1.1. Nguyên lý.
a. định nghĩa.
- Là phương pháp biến dạng lớp bề mặt của thép đến một chiều sâu nhất định làm
cho mạng tinh thể của lớp này bị xô lệch ⇒ bị biến cứng, độ bền độ cứng tăng lên.
Chi tiết có độ cứng bề mặt cao còn trong lõi vẫn giữ được độ dẻo.
b. Đặc điểm.
- Dưới tác dụng của ứng suất khi biến dạng γ dư → M ⇒ làm tăng độ cứng và tính
chống mài mòn cuả bề mặt;
- Lớp bề mặt có ứng suất nén dư do vậy tăng giới gạn bền mỏi;
- Làm mất đi khá nhiều các tật hỏng ở bề mặt như vết khía, rỗ làm giảm nguồn gốc
sinh ra các vết nứt mỏi.
I.1.2. Các phương pháp biến cứng bề mặt.
a. Phun bi.
- Phun những hạt làm bằng thép lò xo đã qua tôi hay gang trắng với kích thước 0,5
÷1,5mm lên bề mặt chi tiết với tốc độ đạt đến 50 ÷100m/s, chiều sâu của lớp hoá
bền đạt đến 0,7mm.
- Áp dụng phun bi cho các chi tiết làm bằng thép cứng bằng hợp kim nhôm: lò xo
treo, nhíp ô tô, bánh răng hộp tốc độ và cầu sau của ô tô, các loại trục thanh truyền.

.v.v
b. Lăn ép.
- Lăn ép được thực hiện ở trên máy cán có gá lắp một hay nhiều bi hoặc con lăn ép
lực lên chúng là nhờ lò xo hay hệ thống thuỷ lực.
- Chiều sâu của lớp biến cứng bề mặt tới 15mm, thường áp dụng cho các chi tiết
lớn.
c. Dập.
- Là hình thức biến dạng bề mặt kim loại bằng va đập được gá lắp trên máy hoặc
thực hiện bằng tay.
- Lớp biến cứng có thể sâu tới 35mm, được áp dụng trong chế tạo máy để hoá bền
các chi tiết lớn của thiết bị rèn ép, máy nén thuỷ lực.
I.2. Tôi bề mặt thép.
20
I.2.1. Nguyên lý chung.
- Là phương pháp nung nóng thật nhanh bề mặt với chiều sâu nhất định lên nhiệt
độ tôi, khi đó phần lớn tiết diện (lõi) không được nung nóng. Khi làm nguội nhanh
chỉ có bề mặt được tôi cứng còn lõi vẫn mềm.
Áp dụng đối với thép Cacbon trung bình 0,35
÷
0,55%C gồm có các phương
pháp sau:
- Nung nóng bằng dòng điện cảm ứng có tần số cao;
- Nung nóng bằng bằng ngọn lửa hỗn hợp khí Axetylen – Oxy;
- Nung nóng trong chất điện phân;
- Nung nóng trong muối hoặc kim loại nóng chảy.
I.2.2. Tôi bằng dòng điện cảm ứng có tần số cao.
a. Nguyên lý nung nóng bề mặt:
- Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.
- Chiều sâu của lớp bề mặt có dòng điện chạy qua ∆ tỉ lệ nghịch với tần số f của
nó theo công thức:

∆: chiều sâu lớp bề mặt có mật độ dòng điện cảm ứng cao, cm;
ρ: điện trở suất của kim loại nung, Ω.cm;
µ: độ từ thẩm của kim loại nung m/A;
f: tần số của dòng điện Hz.
b. Chọn tần số và thiết bị.
- Tần số dòng điện quyết định chiều dày lớp nung nóng do đó quyết định chiều sâu
lớp tôi cứng;
- Thường chọn diện tích lớp tôi cứng bằng 20% tiết diện;
- Chiều dày lớp tôi tương ứng với thiết bị có tần số và công suất như sau:
∆ = 4 ÷ 5mm cần f = 2500 ÷ 8000Hz, P ≥ 100kW;
∆ = 1 ÷ 2mm cần f = 66000 ÷ 250000Hz, P = 50 ÷100kW.
c. Các phương pháp tôi.
- Nung nóng rồi làm nguội toàn bề mặt, áp dụng cho các bề mặt tôi nhỏ;
- Nung nóng rồi làm nguội tuần tự từng phần riêng biệt, chi áp dụng khi tôi bánh
răng trục khuỷu;
- Nung nóng rồi làm nguội liên tục liên tiếp, áp dụng đối với các chi tiết dài.
21
f.
5030
µ
ρ
=∆
II. NHIỆT LUYỆN.
Nhiệt luyện là phương pháp nhiệt luyện như thấm, bão hoà nguyên tố hoá học
vào bề mặt của thép bằng cách khuếch tán ở trạng thái nguyên tử từ môi trường
bên ngoài vào và ở nhiệt độ cao, để làm thay đổi thành phần hoá học do đó làm
biến đổi tổ chức và tính chất của lớp bề mặt theo mục đích đã định.
Nhằm mục đích:
+ Nâng cao độ cứng, tính trống mài mòn và độ bền mỏi của chi tiết với hiệu quả

cao so với tôi bề mặt như thấm Cacbon, Ni-tơ, Cacbon – Nitơ;
+ Nâng cao tính chống ăn mòn điện hoá và hoá học như thấm Crôm, Al, Si.
II.1 Phương pháp nhiệt luyện:
- Ủ ở nhiệt độ 1600 – 1800 oF( 870 – 980 oC) và làm nguội chậm trong lò để
đồng đều tổ chức và làm mềm thép. Độ cứng đạt khoảng 160 HB
 Đối với các chi tiết yêu cầu cơ tính tổng hợp cao thì :
- Tôi ở nhiệt độ 850 – 870oC và làm nguội bằng nước. Độ cứng: 40 HRC
- Ram cao tram= 500 – 650oC => tổ chức Xoocbit Ram có độ cứng khoảng 15 –
25 HRC
a. Các giai đoạn hoá nhiệt luyện:
Khi tiến hành hoá nhiệt luyện người ta đặt chi tiết thép vào môi trường (rắn, lỏng,
hoặc khí) có khả năng phân hoá ra nguyên tử hoặc nguyên tố cần thấm (khuyếch
tán) rồi nung nóng đến nhiệt độ thích hợp. Các giai đoạn nối tiếp nhau xảy ra như
sau:
+ Phân hoá:
- Là quá trình phân tích phân tử, tạo nên nguyên tử hoạt của nguyên tố cần định
thấm.
+ Hấp thụ:
- Là giai đoạn nguyên tử hoạt được hấp thụ vào bề mặt thép với nồng độ cao, tạo ra
độ chênh lệch nồng độ giữa bề mặt và lõi.
+ Khuyếch tán:
22
- Là giai đoạn nguyên tử hoạt ở lớp hấp thụ sẽ đi sâu vào bên trong theo cơ chế
khuyếch tán, tạo nên lớp thấm với chiều sâu nhất định.
b. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian.
+ Nhiệt độ
- Nhiệt độ càng cao, chuyển động nhiệt của nguyên tử càng mạnh, tốc độ khuyếch
tán càng lớn, lớp thấm càng chóng đạt chiều sâu quy định.

Hình : ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến nhiệt luyện.
+ Thời gian
- Ở nhiệt độ cố định, kéo dài thời gian cũng giúp nâng cao chiều sâu lớp thấm;
- Chiều sâu lớp thấm phụ thuộc vào thời gian theo quan hệ:
23
Chương VI: KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ
SẢN PHẨM
Sản phẩm sau khi được tạo ra cũng như sau khi đã trãi qua thời gian sử dụng
cần được kiểm tra đánh giá chất lượng cũng như các yêu cầu đã đặt ra với sản
phẩm.
I. Kiểm tra.
a. Kiểm tra khi sản phẩm mới được tạo ra.
- Kiểm tra sơ bộ kiểm tra kích thướt, khối lượng… đã đạt yêu cầu.
-Tính chịu mài mòn, khả năng chịu tải.
- Ứng suất, độ xoắn trục
- Tính cân bằng và ổn định khi chịu tải.
…….
b. Kiểm tra sau khi đã trãi qua thời gian sử dụng.
-Kiểm tra sơ bộ , xem bề mặt các cổ biên cổ trục bằng thước thẳng, hoặc bằng bột màu
-Nếu độ mòn nhỏ cần mài lại cho bóng, bôi trơn dầu , và kiểm tra độ cặn của dầu, hệ
thống lọc dầu .
-Độ biến dạng của trục khuỷu vượt quá giới giạn cho phép và cơ cấu làm việc không
cao .
-Các dạng mòn :
+ Mòn méo:
Mòn méo tại các cổ trục do tăng áp lực lên các cổ ở kỳ nén và kỳ nổ . Các cổ biên
có đường kính nhỏ hơn cổ trục nên thường mòn méo lớn hơn .
+ Mòn côn :
Mòn côn ở cổ chính do vênh nắp ổ đỡ hoặc giá đỡ của cổ trong hộp trục. Mòn côn ở
cổ biên do biên bị cong lỏng chốt hoặc do mạtkim loại trong dầu. ở trong các rãnh dầu

các cặn cứng làm mòn một phía nhiều hơn phía kia .
- Những hư hỏng có thể xảy ra:
+ Tải trọng lớn tác động vào trục cơ làm nó bị uốn ở các điểm giữa cổ chính trước và
sau.
+ Các trục cong khi quay tròn bị giật nên tác động nên cổchính mạnh hơn lực bình
thường gây ra ứng suất uốn lớn và làm nứt gãy trục.
24

Hình: Vết nứt trục khuỷu.
II. Đánh giá.
Sau khi đã kiểm tra ta đưa ra nhận xét đánh giá:
- Sản phẩm đã đạt các yêu cầu hay chưa:
+ kích thướt, khối lương, độ biến dạng;
+ Ứng suất, độ xoắn trục, độ chịu tải ;
+ tính cân bằng, ổn định khi chịu tải.
- Các hư hỏng, hao mòn có quá ngiêm trọng đế đưa racacs biện pháp khắc phục là tiếp
tục tu bảo hay thay thế.
25