Đồ án chế tạo máy: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG TRỤC CÁN THÉP VẰN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT
CÔNG NGHIỆP TN Độc lập _Tự do _ Hạnh phúc
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 lượng 10000 chi tiết/năm.
TỔ TRƯỞNG BỘ MÔN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TL/HIỆU TRƯỞNG
Chủ nhiệm khoa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT Độc lập _ Tự do _ Hạnh phúc
CÔNG NGHIỆP o 0 o

ĐỀ TÀI
TỐT NGHIỆP
Người thiết kế : NGUYỄN VĂN CHƯỞNG
Lớp : TC2001 MA
Giáo viên hướng 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 lượng và kích thước bản vẽ : 6 tờ A
0
.
Số bản thuyết minh : 1 bản thuyết minh

TỔ TRƯỞNG BỘ MÔN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TL/HIỆU TRƯỞNG
(Ký tên) (Ký tên) Chủ nhiệm khoa
MỤC LỤC
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 và hoàn thành sau khi ra
trường.
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
được công việc, kỹ thuật cơ bản của người cán bộ kỹ thuật. Có thể nói rằng đồ
án nói chung và đồ án tốt nghiệp nói riêng, đã làm cho sinh viên trưởng 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 như:
+ Công nghệ chế tạo máy.
+ Máy cắt kim loai.
+ Nguyên lý và dụng cụ cắt.

+ Sức bền vật liệu .
+ 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 trường là rất bổ ích cho sự
vươn lên của bản thân. Cái chình mà chúng ta nhận thức được 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,
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
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 được 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!
Người thiết kế
Nguyễn Văn Chưởng
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 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.
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 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 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.
− 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.
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.
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 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 cán thép
vằn (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. Mặt
khắc yêu cầu Φ160
±
0,02
(mm) do vậy biện pháp gia công tinh lần cuối sẽ là mài.
− Phần trục Φ 140 cần đạt R
a
= 2,5µm . Trên đó có rãnh then 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:
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.
*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 được các yêu cầu kĩ thuật. Song để có thể chọn được 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 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.
+ Trong gang còn có ảnh hưởng của các yếu tố khác đến tổ chức của gang
như:

Cacbon: ở dạng hợp chất làm tăng độ dòn, giảm khả năng biến dẻo .
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 .
Lưu 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 ưu 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, δ
bk
= 60(KG/mm
2
) =
600(N/mm
2
), độ dãn dài tương đối δ% = 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 phương 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 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 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
= 1250(mm), đoạn trục có D
max
=
280(mm) 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.
-Trục cán thép vằn là chi tiết được dùng để cán ra các loại thép vằn đã
được tiêu chuẩn hoá nên kết cấu đã khá hoàn chỉnh nên không phải sửa cũng
như thay đổi về kết cấu
107,4
280
1250

D
L
<==
PHẦN II
XÁC ĐỊNH 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.
I. SẢN LƯỢNG CƠ KHÍ HÀNG NĂM CỦA CHI TIẾT GIA CÔNG.
Theo công thức 1 - [1] ta có:
(ct/nam).)
100
β
(1.)
100
α
(1.m.NN
1
++=
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
= 10000(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% = 6%.
α :Phế phẩm chủ yếu trong các phân xưởng đúc, rèn α = 3% ÷ 6% = 5%.
Do vậy:
(ct/nam).10904)
100
6
(1.)
100
5
(1.1.10000N
=++=
II. XÁC ĐỊNH TRỌNG LƯỢNG CHI TIẾT.
Theo công thức Q = V× γ (kG).
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
5
v
4
v
3
v
2
v
1
v
4
v
3
v
1
V
1
= × π × D
1
2
× l
1
= × π × 140
2
× (130 +175) = 4695110,2(mm

3
) = 4,6 (dm
3
).
V
2
= × π × D
2
2
× l
2
= × π × 155
2
× 45 = 849113,5(mm
3
) = 0,8(dm
3
).
V
3
= × π × D
3
2
× l
3
= × π× 160
2
× (170 +170) = 683610(mm
3
) = 6,8 (dm

3
).
V
4
= × π × D
4
2
× l
4
= × π× 170
2
× (30 + 30) = 136188,4(mm
3
) = 0,13 (dm
3
).
V
5
= × π × D
5
2
× l
5
= × π× 280
2
× 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 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:
4
1
4
1
4
1
4
1
4
1
4
1
4

1
4
1
4
1
∑
=
5
1i
Vi
).(dmLiDi
4
π
VV
32
i
××==
∑
− 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.

PHẦN III
XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI
I. CƠ SỞ CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI.
− Việc chọn 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 (Gc 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.
II. 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:
Đặc điểm: Đòi hỏi người công nhân phải có tay nghề cao, độ 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 Gc 60-
2. Vì vậy ta chọn phương pháp đúc trong khuôn cát và làm khuôn bằng máy.
Sơ đồ bố trí như hình vẽ:
t
d
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 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.
I. Chọn chuẩn tinh:
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.
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.
− 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:
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.
− 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 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 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:
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.
II. 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.
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.
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:
B. LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ.
Ta có trình tự các nguyên công như sau:
I . Nguyên công I : ủ khử ứng suất dư bên trong
II . Nguyên công II: Khoả mặt đầu, Khoan tâm.
Bước 1: Khoả mặt đầu.
Bước 2: Khoan tâm.
III. Nguyên công III: Tiện thô các đoạn trụ: Φ280, Φ160, Φ140.
Bước 1: Tiện thô Φ 280.
Bước 2: Tiện thô đồng thờiΦ 160, Φ 160.
IV. Nguyên công IV:Tiện thô các đoạn trụ: Φ170,Φ160, Φ155, Φ140.
Bước 1: Tiện thô Φ 170.
Bước 1: Tiện thô Φ 160
Bước 2: Tiện thô Φ 155.
Bước 3: Tiện thô Φ 140.
V. Nguyên công V:Tiện thô: Φ170, Tiện cung R20, Tiện rãnh.
Bước 1: Tiện thô Φ 170.
Bước 2: Tiện cung R 20.
Bước 3: Tiện thô Φ 170.
Bước 4: Tiện rãnh.
VI. Nguyên công VI:Tiện tinh các đoạn trụ: Φ280, Φ160, Φ140, Vát
mép.
Bước 1: Tiện tinh Φ 280.
Bước 2: Tiện tinh Φ 140.
Bước 3: Tiện tinh Φ 160
Bước 4,5: Vát mép 10x45

0
,3x45
0
.
VII. Nguyên công VII:Tiện tinh các đoạn trụ: Φ170, Φ160, Φ155, Φ140, Vát
mép.
Bước 1: Tiện tinh Φ 160.
Bước 2: Tiện tinh Φ 155.
Bước 3: Tiện tinh Φ 140.
Bước 4,5 Vát mép 10x45
0
,3x45
0
.
VIII. Nguyên công VIII: Tiện thô rãnh cán.
Bước 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 trụcΦ160
XV. Nguyên công XV: Tổng kiểm tra
XVI. Nguyên công XVI:Làm sạch nhập kho
1. SƠ ĐỒ THỰC HIỆN NGUYÊN CÔNG.
Nguyên công I: ủ khử ứng suất bên trong.
t
(phút)
500 - 530c
t

(c)
20c
270
ủ trớc khi gia công để giảm ứng suất d
bề mặt tránh đợc cong vênh,nứt nẻ trong quá trình gia công
cơ khí và trong quá trình sử dụng.
18
35
90
120
55
I-II
TL 2:1
16
0.5
Máy : MP73M
Đồ gá : Hai khối V ngắn
Dụng cụ đo : Chuyên dùng
- BƯớc 1 : Khoả mặt đầu
- Dao : BK8
- BƯớc 2 :Khoan tâm
- Mũi khoan:P18
5
5
s
1
1
1
2
2

-0.63
nguyên công iI: khoả mặt đầu - khoan tâm.
n
n
n
n
S
2
S
2
1250
345
n
Rz40
Rz40
s
2
Máy : 163A
Đồ gá : Tốc+2mũi tâm
Dụng cụ đo : Chuyên dùng
-Dao :BK8
- BƯớc 1 : Tiện thô ỉ280
- BƯớc 2 : Tiện thô đồng thờiỉ
160 vàỉ140
-0.89
-0.54
nguyên công iiI: tiện thô ỉ280
;
ỉ160
;

ỉ140.
s
1
175
375
ỉ161,5
ỉ141,4
ỉ281,4
-0,32
-0,25
-0,25
Rz40
n
Rz40
Rz40
Rz40
M¸y : 163A
§å g¸ : Tèc+2mòi t©m
Dông cô ®o : Chuyªn dïng
-Dao :BK8
- B¦íc 1 : TiÖn th« Ø170
- B¦íc 2 : TiÖn th« Ø160
- B¦íc 3 : TiÖn th« Ø155
- B¦íc 4 : TiÖn th« Ø140
s
3
Ø170
-0,25
370
- 0.89

-0.89
-0.54
-0.54
Rz40
nguyªn c«ng iV: tiÖn th« Ø170;Ø160
;
Ø155
;
Ø140.
s
2
s
4
s
1
130
175
345
Ø161,5
Ø141,4
Ø156,4
-0,25
-0,25
-0,25
n
nguyªn c«ng v:tiÖn th« Ø170
tiÖn cung r20; tiÖn r nh.·
s
1
500

R20
Ø170
-0,25
s
4
20
Iii
23

III
TL 3:1
Rz40
-0.63
-0.02
-0.059
Ø128
-0,043
-0,083
s
2
s
3