đồ án kỹ thuật cơ khí THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG TRỤC CÁN THÉP VẰN

đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy
Bộ giáo dục và đào tạo cộng hoà xã hội chủ nghĩa việt nam
Trờng đại học kỹ thuật
công nghiệp tn Độc lập _Tự do _ Hạnh phúc
o 0 o
khoa cơ khí
Bộ môn: Công nghệ CTM
bản thuyết minh
đồ án tốt nghiệp
Đề tài :
Thiết kế quy trình công nghệ gia công trục cán thép vằn
- Trang thiết bị tự chọn.
- Sản lợng 10000 chi tiết/năm.
Ngời thiết kế : NGUYễN VĂN CH ởNGƯ
Lớp : TC2001MA
Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Trọng Khanh
Ngày giao đề tài : 10/2006
Ngày hoàn thành: 12/2006
Tổ trởng bộ môn giáo viên hớng dẫn tl/hiệu trởng
Chủ nhiệm khoa

Gvhd : th.s- Nguyễn trọng khanh 1 svth : NGUyễN VĂN CHƯởNG-
lớp: TC2001MA
đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy
Bộ giáo dục và đào tạo cộng hoà xã hội chủ nghĩa việt nam
Trờng đại học kỹ thuật Độc lập _ Tự do _ Hạnh phúc
công nghiệp o 0 o

đề tài
tốt nghiệp
Ngời thiết kế : NGUYễN VĂN CH ởNGƯ

Lớp : TC2001 MA
Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Trọng Khanh
Ngày giao đề tài : 20/10/2006
Ngày hoàn thành: 12/2006
Nội dung đề tài:

Thiết kế quy trình công nghệ gia công trục cán thép vằn
Chuyên đề : Không
Số lợng và kích thớc bản vẽ : 6 tờ A
0
.
Số bản thuyết minh : 1 bản thuyết minh
Tổ trởng bộ môn giáo viên hớng dẫn tl/hiệu trởng
(Ký tên) (Ký tên) Chủ nhiệm khoa
Mục lục
STT: Trang

Phần I Phân tích chi tiết gia công 9

Gvhd : th.s- Nguyễn trọng khanh 2 svth : NGUyễN VĂN CHƯởNG-
lớp: TC2001MA
đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy
Phần II Xác định dạng sản xuất 14

Phần III Xác định phơng pháp chế tạo phôi 17

Phần IV Thiết kế qui trình công nghệ 19

Phần V Tính và tra lợng d 40

Phần VI Tính và tra chế độ cắt 45

Phần VII Tính toán và thiết kế đồ gá 70
Gvhd : th.s- Nguyễn trọng khanh 3 svth : NGUyễN VĂN CHƯởNG-
lớp: TC2001MA
đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy
Tài liệu tham khảo
1 Hớng 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].
Trờng 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 lờng kỹ thuật : [14].
15 Phơng pháp cán kim loại thông dụng : [15].
Gvhd : th.s- Nguyễn trọng khanh 4 svth : NGUyễN VĂN CHƯởNG-
lớp: TC2001MA
®å ¸n tèt nghiÖp c«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y
NhËn xÐt cña gi¸o viªn híng dÉn
Gvhd : th.s- NguyÔn träng khanh 5 svth : NGUyÔN V¡N CH¦ëNG-
líp: TC2001MA
®å ¸n tèt nghiÖp c«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y
NhËn xÐt cña gi¸o viªn chÊm
Gvhd : th.s- NguyÔn träng khanh 6 svth : NGUyÔN V¡N CH¦ëNG-
líp: TC2001MA
đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy
lời nói đầu
Trong công cuộc công nghiệp hiện đại hoá đất nớc, 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 đợc 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 đợc đầu t phát triển. Mục tiêu cuối cùng của công nghệ chế
tạo máy là nhằm đạt đợc chất lợng 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 nh 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 và hoàn thành sau khi ra trờng.
Đồ án tốt nghiệp nhằm tổng kết lại một cách cơ bản, toàn bộ những kiến
thức đã trang bị cho sinh viên trong 5 năm học, đồng thời giúp sinh viên ý thức
đợc công việc, kỹ thuật cơ bản của ngời cán bộ kỹ thuật. Có thể nói rằng đồ án
nói chung và đồ án tốt nghiệp nói riêng, đã làm cho sinh viên trởng thành nhiều
trong công việc, trang bị và tự trang bị kiến thức.
Với bản đồ án Thiết kế quy trình công nghệ gia công trục cán thép vằn"
mà tôi đã tiến hành này sẽ mang lại cho tôi nhiều điều bổ ích. Nó giúp ôn lại
những kiến thức đã học nh:
+ Công nghệ chế tạo máy.
+ Máy cắt kim loai.
+ Nguyên lý và dụng cụ cắt.
+ Sức bền vật liệu .
Gvhd : th.s- Nguyễn trọng khanh 7 svth : NGUyễN VĂN CHƯởNG-
lớp: TC2001MA
đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy
+ Tính toán quá trình hình thành các chi tiết máy, sản phẩm cơ khí. Ngoài ra còn
là động lực để các sinh viên phát huy tính sáng tạo cho mình. Tạo điều kiện thuận
lợi cho chúng ta chuẩn bị vận dụng những kiến thức đã học ra ngoài thực tế.
Những điều mà các sinh viên học tập trong nhà trờng là rất bổ ích cho sự
vơn lên của bản thân. Cái chình mà chúng ta nhận thức đợc là khả năng suy nghĩ,
biết phân tích vấn đề và tìm tòi biết vận dụng các tiến bộ của khoa học kỹ thuật
để cái các kiến thức đó phục vụ cho lợi ích của chúng ta .
Với kiến thức còn nhiều khuyết thiếu, tài liệu tham khảo còn hạn chế, nh-
ng đợc sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hớng dẫn cũng nh của các thầy giáo, cô
giáo, bạn bè và sự lỗ lực của bản thân, tôi đã cơ bản hoàn thành đồ án tốt nghiệp
môn công nghệ chế tạo máy này.
Việc làm đồ án tốt nghiệp là một quá trình học tập mang tính tổng hợp, do
vậy tôi rất mong đợc các thầy, cô giúp đỡ, đóng góp ý kiến để bản đồ án của tôi

hoàn thiện hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn Thạc sĩ Nguyễn Trọng Khanh cùng toàn thể
các thầy cô và các bạn đã giúp tôi hoàn thành đồ án này!
Ngời thiết kế
Nguyễn Văn Chởng
Gvhd : th.s- Nguyễn trọng khanh 8 svth : NGUyễN VĂN CHƯởNG-
lớp: TC2001MA
đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy
Phần I
phân tích chi tiết gia công
Trong ngành kĩ thuật đặc biệt là ngành cơ khí các sản phẩm cơ khí, thiết bị
máy móc đều đợc chế tạo theo một quy trình nhất định. Các sản phẩm này đòi
hỏi phải đợc 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.
I. Nguyên lý và điều kiện làm việc của chi tiết gia công.
1. Nguyên lý làm việc của chi tiết.
Cán là quá trình làm cho kim loại bị biến dạng giữa hai trục quay ngợc
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 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 đợc năng suất cao .
Hình dạng của khe hở giữa hai trục quyết định hình dạng của sản phẩm .
Phôi cán thờng là phôi vuông, hình chữ nhật có khối lợng thay đổi tuỳ
theo hình dạng kết cấu của từng loại máy. Có nhiều loại trục cán trong dàn cán
nh: 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 bớc 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.
Trục cán tinh: Có nhiệm vụ nắn và định hình dáng cho sản phẩm hoàn chỉnh.
Chất lợng bề mặt sản phẩm phụ thuộc rất nhiều vào độ chính xác qua các trục
cán. quá trình cán diễn ra phải đảm bảo đờng tâm hai trục cán cũng nh đờng tâm
của hai rãnh cán luôn trùng nhau.
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 lợng nhiệt sẽ truyền sang trục là rất lớn.
Gvhd : th.s- Nguyễn trọng khanh 9 svth : NGUyễN VĂN CHƯởNG-
lớp: TC2001MA
đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy
Mặt khác khi dùng một ngoại lực để đa vật cán vào hai trục cán đang quay
ngợc chiều nhau nhờ ma sát tiếp xúc vật cán đợc 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 trợt .
Trong điều kiện làm việc nh vậy trục cán hay có hiện tợng 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.
II. Phân tích yêu cầu kĩ thuật của chi tiết gia công từ
đó định ra 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 nh nghành luyện kim nói riêng. Trên trục có một số bề mặt cơ bản là
mặt tròn xoay các mặt này thờng là mặt lắp ghép. Còn đối với trục cán thép vằn

(trục cán tinh) sản phẩm sau khi qua trục cán phải đảm bảo độ chính xác hình
dáng và kích thớc, 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 lợng.
Phần cổ trục lắp ghép với ổ trợt cần gia công đạt R
a
= 1,25àm, nhằm tạo điều
kiện cho trục làm việc êm, tăng sự chống mòn, tăng tuổi thọ cho trục. Mặt khắc
yêu cầu 160

0,02
(mm) do vậy biện pháp gia công tinh lần cuối sẽ là mài.
Phần trục 140 cần đạt R
a
= 2,5àm . Trên đó có rãnh then để truyền mô
men xoắn.
Độ không song song của các rãnh then với tâm trục không vợt quá
0,01(mm) trên 100(mm) chiều dài .
Gvhd : th.s- Nguyễn trọng khanh 10 svth : NGUyễN VĂN CHƯởNG-
lớp: TC2001MA
đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy
Đối với kích thớc đờng 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
=2,5àm. Để đạt đợc 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 thớc đờng kính các
cổ trục vì lúc đó chuẩn định vị trùng với chuẩn đo lờng. Điều đó cũng đảm bảo
việc phân bố đều lợng d cho các bề mặt trục.
Với các yêu cầu về thành phần hoá học của vật liệu trục cán phải đảm bảo:
C = 3,25 ữ 4,5%; Ni = 1,25 ữ1,75%; M = 1%; Si = 1,9 ữ 2,1%; P 0,12%
S 0,012%; Cr = 00,3 ữ 0,5%; Mo = 0,1 ữ 0,2%.
Trục làm việc ở điều kiện cán nóng do đó chi tiết rất dễ gây ra hiện tợng cong
vênh nên ta phải chọn vật liệu hợp lý.
*Cụ thể : Đối với chi tiết lớn làm việc trong điều kiện khắc nhiệt, chịu
nhiều ngoại lực tác dụng. Do vậy chỉ có thể chọn vật liệu chế tạo là gang mới có
thể đảm bảo đợc các yêu cầu kĩ thuật. Song để có thể chọn đợc gang đạt yêu cầu
thì ta lại phải xem xét .
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 nh những lỗ hổng có sẵn trong gang
ảnh hởng tốt đến cơ tính nh: 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.
+ Trong gang còn có ảnh hởng của các yếu tố khác đến tổ chức của gang nh:
Cacbon: ở dạng hợp chất làm tăng độ dòn, giảm khả năng biến dẻo .
Gvhd : th.s- Nguyễn trọng khanh 11 svth : NGUyễN VĂN CHƯởNG-
lớp: TC2001MA
đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy
Silic: làm tăng grafit để gang dễ cắt gọt, tính bôi trơn tốt mặt khác Si hoà
tan vào nền Fe làm tăng độ bền và độ cứng của phoi .
Phốt pho : làm tăng độ chảy loãng, tăng tính chống mài mòn .

Lu huỳnh : là nguyên tố cản trở sự tạo thành grafit làm xấu tính đúc.
Do vậy mà ta phải khống chế các thành phần này để tăng tính u việt của
gang so với các vật liệu khác.
Với các yêu cầu và tính công nghệ của trục cán nên ta chọn vật liệu chế
tạo là gang cầu với mác gang Gc 60 - 2. Bởi so với gang cầu gang xám chỉ làm
vật liệu chế tạo các chi tiết chịu nén trong khi đó trục cán là chi tiết đòi hỏi cả
về khả năng chịu nén, kéo, va đập hay yêu cầu cơ tính tổng hợp cao nên về cơ
tính gang cầu hơn hẳn gang xám.
Với Gc 60 2 có độ cứng khoảng 270HB,
bk
= 60(KG/mm
2
) =
600(N/mm
2
), độ dãn dài tơng đối % = 2%. Độ bền của gang phụ thuộc vào tổ
chức tế vi chủ yếu là nền kim loại do vậy mà sau khi đúc ta phải biện pháp khử
ứng suất và nâng cao cơ tính là phơng pháp ủ để làm tăng Cacbon liên kết. Khi
đó làm cho graifit cầu càng tròn, nhỏ mịn và phân bố đều.
III. 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 hởng 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 đợc đánh giá đợc 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 bậc, đờng
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 thờng.

Việc gia công mặt đầu để tạo mặt phẳng cho bớc khoan tâm (để đảm bảo
việc đồng tâm) cho các đoạn trục phân bố đều lợng d. 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.
Gvhd : th.s- Nguyễn trọng khanh 12 svth : NGUyễN VĂN CHƯởNG-
lớp: TC2001MA
đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy
Chi tiết có kích thớc chiều trục L
max
= 1250(mm), đoạn trục có D
max
=
280(mm) là chi tiết có khối lợng lớn, vận chuyển khó khăn và nh 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 thờng.
Trục cán có tỉ số :
Nên ta có thể sử dụng phơng pháp gia công đồng thời bằng nhiều dao để
tăng năng suất và giảm giá thành.
-Trục cán thép vằn là chi tiết đợc dùng để cán ra các loại thép vằn đã đợc
tiêu chuẩn hoá nên kết cấu đã khá hoàn chỉnh nên không phải sửa cũng nh thay
đổi về kết cấu
Gvhd : th.s- Nguyễn trọng khanh 13 svth : NGUyễN VĂN CHƯởNG-
lớp: TC2001MA
107,4
280
1250

D
L
<==
đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy
Phần II
xác định dạng sản xuất
Dạng sản xuất là một khái niệm đặc trng có tính chất tổng hợp giúp cho
việc xác định hợp lý đờng 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 t vốn, đầu t cơ sở vật chất kĩ thuật
khác để tổ chức sản xuất nhằm đạt đợc 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 đợc dạng sản
xuất ta phải biết đợc sản lợng hàng năm của chi tiết gia công và trọng lợng của
chi tiết.
I. Sản lợng cơ khí hàng năm của chi tiết gia công.
Theo công thức 1 - [1] ta có:
(ct/nam).)
100

(1.)
100

(1.m.NN
1
++=
Trong đó :

N: Số chi tiết đợc sản xuất trong một năm .
N
1
: Số sản phẩm đợc sản xuất trong một năm N
1
= 10000(ct/năm).
m : Số chi tiết trong một sản phẩm m = 1.
: Số chi tiết đợc chế tạo thêm để dự trữ = 5% ữ 7% = 6%.
:Phế phẩm chủ yếu trong các phân xởng đúc, rèn = 3% ữ 6% = 5%.
Do vậy:
(ct/nam).10904)
100
6
(1.)
100
5
(1.1.10000N
=++=
II. Xác định trọng lợng chi tiết.
Theo công thức Q = Vì (kG).
Trong đó : Q Trong lợng chi tiết (KG).
V Thể tích chi tiết (dm
3
).

Gvhd : th.s- Nguyễn trọng khanh 14 svth : NGUyễN VĂN CHƯởNG-
lớp: TC2001MA
).(dmLiDi
4

VV
32
i
ìì==

đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy
Với : Di, Li là kích thớc đờng kính, chiều dài đoạn trục thứ i.
Trọng lợng riêng của vật liệu .
Vật liệu là gang cầu thì
gc
= 6,8 ữ 7,4 (KG/dm
3
) = 7,2 (KG/dm
3
).
*Tính thể tích chi tiết gia công :
v
5
v
4
v
3
v
2
v
1
v
4
v
3

v
1
V
1
= ì ì D
1
2
ì l
1
= ì ì 140
2
ì (130 +175) = 4695110,2(mm
3
) = 4,6 (dm
3
).
V
2
= ì ì D
2
2
ì l
2
= ì ì 155
2
ì 45 = 849113,5(mm
3
) = 0,8(dm
3
).

V
3
= ì ì D
3
2
ì l
3
= ì ì 160
2
ì (170 +170) = 683610(mm
3
) = 6,8 (dm
3
).
V
4
= ì ì D
4
2
ì l
4
= ì ì 170
2
ì (30 + 30) = 136188,4(mm
3
) = 0,13 (dm
3
).
V
5

= ì ì D
5
2
ì l
5
= ì ì 280
2
ì 500 = 30787608,0 (mm
3
) = 30,8 (dm
3
).
V = = V
1
+V
2
+V
3
+ V
4
+ V
5
= 4,6 + 0,8 + 6,8 + 0,13 + 30,8 = 43,13( dm
3
).
-Do đó Q=7,2x43,13=315,5(Kg)
Ta đã xác định đợc sản lợng và trọng lợng chi tiết. Theo bảng 2 - [1] ta xác định
đợc 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 lợng rất lớn, sản phẩm ổn định .

Gvhd : th.s- Nguyễn trọng khanh 15 svth : NGUyễN VĂN CHƯởNG-
lớp: TC2001MA
4
1
4
1
4
1
4
1
4
1
4
1
4
1
4
1
4
1

=
5
1i
Vi
đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy
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 đợc 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 thớc .
+ Độ chính xác đạt đợc chủ yếu bằng chỉnh sẵn dao .
+Trình độ công nhân không cao nhng 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.
Gvhd : th.s- Nguyễn trọng khanh 16 svth : NGUyễN VĂN CHƯởNG-
lớp: TC2001MA
đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy
Phần III
xác định phơng pháp chế tạo phôi
I. Cơ sở chọn phôi và phơng pháp chế tạo phôi.
Việc chọn phôi và phơng pháp chế tạo phôi hợp lý sẽ đạt đợc 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 (Gc 60-2) luôn phù hợp cho
phôi đúc, khi chế tao ra chi tiết đáp ứng đợc yêu cầu và thời gian làm việc, hình
dáng phôi càng giống chi tiết càng tốt, kích thớc phôi đảm bảo phân bố đủ lợng
d 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.
II. Phơng pháp chế tạo phôi.
Đối với phôi đúc thì phơng pháp chính tạo phôi là đúc phôi, để chọn đợc phơng
đúc hơp lý ta tìm hiểu một số phơng 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 đợc vật đúc có độ nhẵn bề mặt cao chất lợng tốt, khuôn có thể

dùng đợc nhiều lần.
Nhợc điểm: Chi tiết đúc thờng có độ cứng bề mặt do vậy phải có thêm nguyên
công nhiệt luyện trớc 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 phơng pháp làm
khuôn (bằng tay và bằng máy ).
+ Làm khuôn bằng tay:
Đặc điểm: Đòi hỏi ngời công nhân phải có tay nghề cao, độ chính xác của vật
đúc
Gvhd : th.s- Nguyễn trọng khanh 17 svth : NGUyễN VĂN CHƯởNG-
lớp: TC2001MA
đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy
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 đơc đầm chặt, năng xuất cao, giảm đợc 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 phơng 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 đợc vật đúc có thành
mỏng, hình dáng phức tạp, lợng d nhỏ, nhng giá thành cao.
Đúc ly tâm:
Ưu điểm: Đúc đợc vật đúc có thành mỏng, kết cấu phức tạp, lợng d nhỏ.
Nhợc điểm: Giá thành cao, bề mặt trong của vật đúc rất kém.
Với đặc điểm của các phơng 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 Gc 60-
2. Vì vậy ta chọn phơng pháp đúc trong khuôn cát và làm khuôn bằng máy.
Sơ đồ bố trí nh hình vẽ:

t
d
Gvhd : th.s- Nguyễn trọng khanh 18 svth : NGUyễN VĂN CHƯởNG-
lớp: TC2001MA
đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy
Phần IV
thiết kế quy trình công nghệ gia công
trục cán thép vằn
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 lợng 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 nhng trong nhiều trờng 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.
I. Chọn chuẩn tinh:
1. Yêu cầu khi chọn chuẩn tinh:
Đảm bảo phân bố đủ lợng d cho các bề mặt gia công.
Đảm bảo độ chính xác về vị trí tơng quan gữa các bề mặt gia công với nhau.
2. Nguyên tắc khi chọn chuẩn tinh:
Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính. Nếu chọn đợc nh vậy thì chi
tiết gia công có vị trí khi gia công giống nh khi làm việc, độ chính xác đạt đợc
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.
Cố gắng chọn chuẩn tinh sao cho tính trùng chuẩn càng cao càng tốt. Nếu nh
vậy sẽ giảm đợc sai số gia công và khi chuẩn cơ sở trùng chuẩn khởi xuất thì sai
số chuẩn bằng 0.
Gvhd : th.s- Nguyễn trọng khanh 19 svth : NGUyễN VĂN CHƯởNG-
lớp: TC2001MA
đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy
Cố gắng chọn chuẩn tinh thống nhất cho cả quá trình gia công. Nếu đợc nh
vậy thì số chủng loại của đồ gá sẽ giảm bớt đợc 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 phơng án:
3. Các phơng án chọn chuẩn tinh:
a) Phơng 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 nh hình vẽ:
Ưu điểm:
+ Với chi tiết gá trên hai mũi tâm ta có thể gia công trên nhiều lần gá đảm bảo
đợc lời khuyên khi chọn chuẩn tinh thống nhất. Khi gia công trên hai mũi tâm
đảm bảo độ đồng tâm cao và gia công đợc 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.
Nhợc 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 thớc chiều trục
Gvhd : th.s- Nguyễn trọng khanh 20 svth : NGUyễN VĂN CHƯởNG-
lớp: TC2001MA
đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy
b) Phơng án 2:
Chọn chuẩn tinh là hai mặt trụ ngoài ta sẽ khống chế đợc 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 phơng pháp gia công mà ta
cần khống chế bậc tự do thứ 5.
Nếu đo dò cắt thử ta không 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 nh 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.
Nhợc điểm: Định vị nh vậy sẽ có sai số chuẩn, không gia công đợc hầu hết
các bề mặt chi tiết.
c) Phơng án 3:
Chuẩn tinh là mặt trụ ngoài kết hợp với lỗ tâm.
Ưu điểm: Độ chính xác của mâm cặp ảnh hởng tới độ chính xác tơng quan
giữa các bề mặt của chi tiết gia công. Tính vạn năng cao, lực kẹp lớn, gá đặt đơn
giản, thuận tiện.
Nhợc điểm: Độ chính xác đồng tâm thấp, năng suất không cao, không gia
công đợc hết các bề mặt của chi tiết.
Gvhd : th.s- Nguyễn trọng khanh 21 svth : NGUyễN VĂN CHƯởNG-
lớp: TC2001MA
đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy
Sơ đồ định vị nh hình vẽ:
Nhận xét: Với 3 phơng án chọn chuẩn tinh vừa phân tích ở trên ta thấy chi tiết
cần gia công là trục cán có trọng lợng và kích thớc khá lớn, có các đoạn trục bậc

khác nhau. Do vậy mà phơng án 1 là phơng án tối u và đạt hiệu quả tuy nhiên kết
hợp với hai phơng án sau để thực hiện các nguyên công trong quá trình công
nghệ gia công trục cán.
II. Chọn chuẩn thô:
Chọn chuẩn thô có ý nghĩa quyết định đến quy trình công nghệ, nó ảnh hởng tới
các nguyên công sau và độ chính xác của các chi tiết gia công bởi chuẩn thô đợc
dùng ở nguyên công đầu tiên trong quá trình gia công cơ.
1. Yêu cầu khi chọn chuẩn thô:
Đảm bảo độ chính xác về vị trí tơng quan giữa các bề mặt gia công và không
gia công.
Đảm bảo phân bố đủ lợng cho các bề mặt sẽ gia công.
2. Nguyên tắc khi chọn chuẩn thô:
Theo một phơng kích thớc 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 phơng kích thớc 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 tơng
quan so với bề mặt gia là cao nhất làm chuẩn thô.
Theo một phơng kích thớc 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 lợng d 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.
Gvhd : th.s- Nguyễn trọng khanh 22 svth : NGUyễN VĂN CHƯởNG-
lớp: TC2001MA
đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy
ứng với một bậc tự do cần thiết chỉ đợc 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 tơng quan giữa các bề mặt gia công với nhau.
Đối với chi tiết trục cán trên đó có đoạn trục 160 dùng để lắp ổ trợt 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 phơng án này thì thoả mãn đợc các yêu cầu và nguyên
tắc khi chọn chhuẩn thô.
Sơ đồ định vị nh hình vẽ:
B. Lập quy trình công nghệ.
Ta có trình tự các nguyên công nh sau:
I . Nguyên công I : ủ khử ứng suất d bên trong
II . Nguyên công II: Khoả mặt đầu, Khoan tâm.
Bớc 1: Khoả mặt đầu.
Bớc 2: Khoan tâm.
III. Nguyên công III: Tiện thô các đoạn trụ: 280, 160, 140.
Bớc 1: Tiện thô 280.
Bớc 2: Tiện thô đồng thời 160, 160.
IV. Nguyên công IV:Tiện thô các đoạn trụ: 170,160, 155, 140.
Bớc 1: Tiện thô 170.
Bớc 1: Tiện thô 160
Bớc 2: Tiện thô 155.
Bớc 3: Tiện thô 140.
V. Nguyên công V:Tiện thô: 170, Tiện cung R20, Tiện rãnh.
Bớc 1: Tiện thô 170.
Bớc 2: Tiện cung R 20.
Bớc 3: Tiện thô 170.
Bớc 4: Tiện rãnh.
Gvhd : th.s- Nguyễn trọng khanh 23 svth : NGUyễN VĂN CHƯởNG-
lớp: TC2001MA
đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy
VI. Nguyên công VI:Tiện tinh các đoạn trụ: 280, 160, 140, Vát
mép.
Bớc 1: Tiện tinh 280.
Bớc 2: Tiện tinh 140.
Bớc 3: Tiện tinh 160

Bớc 4,5: Vát mép 10x45
0
,3x45
0
.
VII. Nguyên công VII:Tiện tinh các đoạn trụ: 170, 160, 155, 140, Vát
mép.
Bớc 1: Tiện tinh 160.
Bớc 2: Tiện tinh 155.
Bớc 3: Tiện tinh 140.
Bớc 4,5 Vát mép 10x45
0
,3x45
0
.
VIII. Nguyên công VIII: Tiện thô rãnh cán.
Bớc 1: Tiện thô rãnh R5
IX. Nguyên công VIX: Tiện tinh rãnh cán R6.
X. Nguyên công X : Kiểm tra trung gian
XI. Nguyên công XI: Phay rãnh vằn.
XII. Nguyên công XII: Phay rãnh then.
XIII. Nguyên công XIII: Phay hai mặt phẳng
XIV. Nguyên công XIV: Mài cổ trục160
XV. Nguyên công XV: Tổng kiểm tra
XVI. Nguyên công XVI:Làm sạch nhập kho
1. Sơ đồ thực hiện nguyên công.
Gvhd : th.s- Nguyễn trọng khanh 24 svth : NGUyễN VĂN CHƯởNG-
lớp: TC2001MA
đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy
Nguyên công I: ủ khử ứng suất bên trong.

t
(phút)
500 - 530c
t
(c)
20c
270
ủ tr ớckhigiacôngđểgiảmứngsuấtd
bềmặttránhđ ợccongvênh,nứtnẻtrongquátrìnhgiacông
cơkhívàtrongquátrìnhsửdụng.
Gvhd : th.s- Nguyễn trọng khanh 25 svth : NGUyễN VĂN CHƯởNG-
lớp: TC2001MA