thiết kế quy trình công nghệ gia công trục vít z1 = 1, môđun m = 6, hệ số đường kính q = 10 sử dụng phần mềm master cam thiết kế, lập trình nc, mô phỏng gia công phay chữ “khoa cơ khí trên mặt phẳng nghiêng ( file cad)

LỜI MỞ ĐẦU
Đất nước ta đang trong quá trình phát triển và hội nhập. Tỷ trọng ngành công
nghiệp trong cơ cấu ngành kinh tế ngày càng tăng. Trong tiến trình công
nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước việc phát triển ngành cơ khí là một trong
những ưu tiên hàng đầu. Do đó việc đào tạo đội ngũ kỹ sư cơ khí có trình độ
chuyên môn cao về công nghệ truyền thống cũng như nắm bắt được các công
nghệ gia công tiên tiến, hiện đại về CAD/CAM/CNC để áp dụng có hiệu quả
vào sản xuất trong nước là một nhiệm vụ quan trọng của ngành cơ khí
Đồ án tôt nghiệp là một phần quan trọng trong quá trình đào tạo của chuyên
ngành cơ khí tại các trường đại học. Nó giúp sinh viên tổng hợp lại toàn bộ
kiến thức chuyên môn trong quá trình học tập, tìm hiểu để áp dụng vào quá
trình sản xuất thực tế. Bên cạnh đó nó cũng giúp sinh viên có điều kiện tìm
hiểu làm quen với thực tế sản xuất. Để phục vụ cho quá trình làm việc, công
tác của sinh viên khi ra trường
Với đề tài nhận được là thiết kế quy trình công nghệ chế tạo trục vít Z1,
môdun m = 6, hệ số đường kính q = 10, vật liệu thép C45 và chuyên đề sử
dụng phần mềm Master CAM thiết kế chi tiết, lập chương trình NC, mô
phỏng gia công phay chữ KHOA CƠ KHÍ trên mặt phẳng nghiêng. Em đã
vận dụng toàn bộ kiến thức mà mình đã được học tập và tìm hiểu để thực hiện
đề tài. Đây cũng là cơ hội để em có thể học hỏi bổ xung những kiến thức
chuyên môn cũng như tìm hiểu về những công nghệ sản xuất, gia công mới
của ngành cơ khí.
Trong qúa trình làm bài em đã nhận được sự giúp đỡ, hướng dẫn nhiệt tình
của thầy Trần Ngọc Hải cũng như các thầy cô giáo trong khoa. Mặc dù có
nhiều cố gắng, nghiêm túc trong công việc tuy nhiên do thời gian thực hiện có
hạn nên đề tài không tránh khỏi những thiếu sót rất mong nhận được sự chỉ
bảo thêm của thầy cô để đề tài được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Ngọc Hải cũng như các thầy
cô khác trong khoa cơ khí đã nhiệt tình giúp đỡ, hướng dẫn em trong toàn bộ
quá trình làm bài
Em xin chân thành cảm ơn!

2

PHẦN 1: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO
TRỤC VÍT Z = 1, MÔ ĐUN m = 6, HỆ SỐ ĐƯỜNG KÍNH
q = 10, N = 4000 CHI TIẾT/NĂM

Chương 1, GIỚI THIỆU ĐÔI NÉT VỀ CHI TIẾT TRỤC VÍT
1.1, PHÂN LOẠI TRỤC VÍT
- Theo biên dạng ren trục vít, phân ra:
Trục vít Acsimet: có cạnh ren thẳng trong mặt cắt dọc chứa đường tâm trục
vít. Giao tuyến của mặt ren với mặt cắt ngang (vuông góc với trục) là đường
xoắn ốc Acsimet.
Trục vít Acsimet có thể gia công ren bằng phương pháp tiện, song muốn mài
phải dùng đá định hình có biên dạng phức tạp nên thường sử dụng ở các bộ
truyền yêu cầu có độ rắn mặt ren nhỏ hơn 350 HB và cắt ren không mài.
Trục vít convolut: có cạnh ren thẳng trong mặt cắt pháp tuyến, giao tuyến
của mặt ren với mặt cắt ngang là đường thân khai kéo dài. Trục vít convolut
dễ gia công bằng phương pháp phay và mài (do có cạnh ren thẳng trong mặt
cắt pháp tuyến).
Trục vít thân khai: có cạnh ren thẳng trong mặt cắt tiếp xúc với mặt trụ cơ
sở. Giao tuyến của mặt ren với mặt cắt ngang là đường thân khai. Trục vít
thân khai khi mài ren có thể dùng phương pháp mài bằng đá định hình (phải
sửa đá phức tạp) hoặc có thể mài bằng đá dẹt, khi này đòi hỏi phải có máy
mài trục vít chuyên dùng.


3
- Theo đường sinh của trục vít, phân ra:

Trục vít trụ: có đường sinh thẳng, loại này được dùng phổ biến
Trục vít lõm (trục vít glôbôit): Đường sinh là một cung tròn
Trục vít thường được sử dụng trong các bộ truyền trục vít bánh vít
Sơ đồ các bộ truyền động trục vít

Hình 1.2 a) Trục vít hình trụ

b) Trục vít lõm

- Bộ truyền trục vít-bánh vít thuộc bộ truyền động ăn khớp, dùng để truyền
chuyển động quay giữa hai trục chéo nhau. Góc giữa hai trục thường bằng
90 0 . Thông thường trục vít là khâu dẫn động.
1.2, ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CỦA TRỤC VÍT
Các thông số hình học
a, Mô đun
Mô đun dọc của trục vít bằng môđun ngang của bánh vít:
m=

P
; p - bước dọc ren trục vít
π

Môđun m được tiêu chuẩn: ( Dãy 1 là dãy ưu tiên)
Dãy1 : m = 1; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10; 12,5…25
Dãy 2 m = 1; 1,5 ; 3 ; 3,5; 6; 7 12
b, Hệ số đường kính q
Vì vành bánh vít lõm, khi cắt bánh vít không những phải dùng dao có cùng
môđun với trục vít mà còn có kích thước và hình dạng giống như trục vít ăn

4
khớp với bánh vít (trừ đường kính vòng đỉnh lớn hơn để tạo khe hở hướng
tâm).
Như vậy, kích thước bánh vít không những phụ thuộc vào môđun mà còn phụ
thuộc vào đường kính dao. Để hạn chế số lượng dao và sử dụng dao tiêu
chuẩn, cần đưa vào hệ số đường kính q:
q=

d1
m

Các trị số q được tiêu chuẩn hóa (cho trong sổ tay)
c, Số mối ren trục vít Z1 (hoặc k)
Số mối ren trục vít Z1 được tiêu chuẩn hóa, có các giá trị 1, 2 và 4. Khi tăng
Z1 thì hiệu suất tăng song chế tạo phức tạp và kích thước bộ truyền tăng. Khi
truyền công suất lớn không nên dùng Z1 = 1 vì mất mát công suất nhiều và
nóng.

Hình 1.3 Sơ đồ xác định góc nâng, bước ren và bước xoắn vít
d, Bước ren p và bước xoắn vít p z
p z = Z1 .p
e, Góc vít γ
Là góc hợp bởi tiếp tuyến của đường xoắn vít trong mặt trụ chia với mặt
phẳng đáy (vuông góc với trục đường xoắn vít).
tgγ =

pz
Zp Zm Z
= 1 = 1 = 1
πd 1 πd 1

d1
q


5
thường lấy: γ = 5 o ÷ 20 o
f, Chiều dài đoạn cắt ren b1
Chiều dài cắt ren b1 được xác định theo điều kiện để bánh vít có số răng
đồng thời ăn khớp nhiều nhất.
g, Góc bánh vít ôm trục vít 2δ
Đó là góc ở tâm trục vít chắn cung giới hạn bởi 2 mặt mút bánh vít và
đường kính bằng d a1 − 0,5m với m là môđun.
sin δ =

b2
d a1 − 0,5m

Các thông số hình học của bánh vít thường đo trong mặt phẳng chính (mặt
phẳng trung bình) là mặt phẳng vuông góc với trục bánh vít và chứa đường
tâm trục vít.
1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG TRỤC VÍT
1.3.1, Tiện trục vít.
Tiện có thể gia công được nhiều loại bề mặt khác nhau như các mặt tròn
xoay trong và ngoài, các loại ren, các bề mặt côn, các mặt định hình v.v…
Khi tiện ren độ chính xác có thể đạt cấp 7, Ra = 2,5 ÷1,25µm.
Tiện trục vít: là phương pháp gia công trục vít thích hợp với dạng sản xuất
đơn chiếc, loạt nhỏ.
- Chuyển động cắt ren khi tiện
Phôi quay với tốc độ phù hợp với từng trường hợp cụ thể. Tốc độ cắt ren
được tra cứu trong các sổ tay về chế độ cắt.

Lượng chạy dao dọc trục của dao tiện ren bằng đúng bước S của ren cần
cắt.Trên hộp chạy dao của máy tiện vạn năng có S phù hợp với các bước ren
tiêu chuẩn. Điều chỉnh máy để có S trên máy bằng bước ren cần tiện.
Chiều sâu cắt khi tiện ren được chọn theo chiều cao của ren. Ren nhỏ, chiều
cao ren không lớn, chất lượng không cần cao có thể cắt 1 lần. Ren lớn, chiều
cao ren lớn, yêu cầu chất lượng ren cao thì có thể cắt nhiều lần để hết chiều
cao ren. Chiều sâu cắt giảm dần để đảm bảo chất lượng biên dạng ren.


6

Hình 1.4 a, Sơ đồ gá dao hai phía để cắt ren trục vít
b, Sơ đồ gá dao khi tiện trục vít
c, Sơ đồ gá dao một phía khi tiện ren trục vít
Dao được gá sao cho lưỡi cắt chính nằm trong mặt phẳng đi qua tâm của
trục vít. Phương pháp này chỉ được dùng cho trục vít có góc nâng của đường
xoắn nhỏ. Khi gia công tinh trục vít có góc nâng của đường xoắn nhỏ hơn 10 o
nên cắt từng phía phải và trái của đường xoắn bằng các dao một phía. Bằng
dao một phía có thể cắt tuần tự cả hai phía của đường xoắn (răng trục vít) nếu
đổi đầu trục vít.
Khi góc nâng của đường xoắn vít lớn hơn 10 o nên cắt bằng dao hai phía. Cắt
răng bằng phương pháp này có năng suất thấp nhưng nó được sử dụng rộng
rãi vì phương pháp đơn giản và dụng cụ rẻ tiền.
1.3.2, Phay trục vít (phay trục vít bằng dao phay đĩa)
Phay ren cho năng suất cao hơn khi tiện ren và được thực hiện trên các loại
máy phay ren chuyên dùng . Phay ren có thể tiến hành bằng dao phay ren
dạng đĩa hoặc dao phay ren răng lược, nếu dùng dao phay ren dạng đĩa cần
quay nghiêng trục chi tiết gia công đi một góc bằng góc nâng của ren. Thực tế
góc ngiêng này được tính trên đường kính vòng chia, nên khi gá trục xoay đi
một góc ϕ cố định do đó dạng ren có sai số. Ngoài ra lưỡi cắt không nằm

7
trong mặt phẳng đi qua tâm nên yêu cầu lưỡi cắt phải có dạng đường cong
phướng pháp chế tạo phức tạp hơn đường thẳng nên ở đây ta chấp nhận sai số.

Hình 1.5 Sơ đồ gá dao phay đĩa khi cắt răng trục vít
Nếu dùng dao răng lược để gia công độ chính xác sẽ cao hơn năng suất cao
hơn, vì dao phay ren dạng răng lược có thể xem như nhiều dao phay ren dạng
đĩa ghép lại.

nd
f

s
Hình 1.6 Sơ đồ gá dao phay đĩa khi cắt răng trục vít
Các chuyển động của phay:
- Chuyển động cắt chính : dao quay tròn. Vận tốc cắt phụ thuộc vào vật liệu
phôi, vật liệu dao, thông số hình học dao…và được chọn tối ưu theo sổ tay gia
công.


8
- Chuyển động phụ:
Chuyển chạy dao ngang để đạt được chiều cao của ren. Có các cách ăn dao:
ăn dao hướng kính và ăn dao hướng nghiêng, cách ăn dao thứ nhất cho chất
lượng mặt ren cao hơn nhưng lực cắt lớn do vậy tùy vào dạng sản xuất để
chọn cách ăn dao. Vì chiều cao ren đôi khi lớn nên quá trình chạy dao ngang
có thể phải được thực hiện nhiều lần. Và lượng ăn dao nhỏ dần khi gần đạt
được chiều cao ren yêu cầu để đảm bảo độ chính xác gia công.

Chuyển động chạy dao dọc: để cắt hết chiều dài của ren. Chuyển động dọc
của dao được xác định trên cơ sở bước ren cần gia công, phôi quay một vòng
thì dao quay và tiến được một khoảng bằng bước ren.
- Khi cắt ren bằng dao phay đĩa, dao phải được gá sao cho điểm A của dao
phay nằm trong mặt phẳng nằm ngang đi qua tâm của trục vít, còn trục quay
của dao phải nghiêng một góc bằng góc nâng γ của đường xoắn vít. Với cách
gá như vậy trục vít được hình thành ở tiết diện vuông góc với rãnh răng. Cắt
răng trục vít bằng dao phay đĩa chủ yếu được dùng để gia công thô trục vít có
cấp chính xác 9 và nhỏ hơn.
- Còn khi cắt bằng dao phay răng lược dao quay chậm còn dao vừa quay vừa
tịnh tiến theo chiều trục. Lượng tịnh tiến chỉ cần khoảng 1-2 bước ren. Trục
dao không cần gá nghiêng đi một góc so với trục chi tiết. Điều đó gần giống
như khi tiện nên nếu gá dao để đường tâm của nó và của chi tiết cùng trong
mặt phẳng nằm ngang và song song với nhau thì dạng lưỡi cắt là đường thẳng
nên việc chế tạo đơn giản, độ chính xác của ren cao hơn, có thể đạt độ chính
xác cấp 2 hoặc 3
- Ngoài ra để gia công ren còn có nhiều phương pháp khác như
+ Cán ren là phương pháp gia công ren bằng biến dạng dẻo ở nhiệt độ thường,
phương pháp này cho phép đạt năng suất cao và giảm tiêu hao kim loại.
Phương pháp được thực hiện trên các máy cán với các trục cán dạng con lăn.
+ Phương pháp cắt răng trục vít bằng dao xoáy được dùng cho phôi không
nhiệt luyện hoặc tôi cải thiện trong sản xuất hàng loạt và sản xuất hang khối.
Cắt răng trục vít bằng dao xoáy (hoặc cắt xoáy) có hai phương pháp: tiếp xúc
bên trong và tiếp xúc bên ngoài


9

Chương 2, PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC VÀ TÍNH
CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CỦA CHI TIẾT

2.1, THÔNG SỐ HÌNH HỌC CHẾ TẠO TRỤC VÍT

0,01
0,01
2x45o

1

2

1.25

1.25

R2

1.5x45°

0,02 AB

Rz 20

R2

2x45°

1.25

38

5

1

56

A

5
110

45

30

15

8

140

136

B

138

1-1

(TL2:1)

20°

6

Rz20

7,2
Ø45,6

Ø60-0,074

Ø72-0,087

8-0,036

Rz20
Rz20

m.π

1,25

TL 1:1
Ø27-0,021

93

40

430

(TL2:1)

2 58

30

12-0,043

26

23+0,2
35,5+0,2

Hình 2.1 Thông số trục vít cần chế tạo

Rz20

Ø40-0,025

R6

Ø65

Ø55

Ø72-0,074

Ø65

Ø55-0,03

25

Ø45-0,062

M24x3

1.25


10
Yêu cầu kỹ thuật của trục vít:
- Nhiệt luyện ren vít tôi bằng dòng điện tần số cao đạt độ rắn HRC 22
- Sai lệch gới hạn bước chiều trục ∆t = ±0.035
- Độ không tròn, không trụ của bề mặt lắp ổ φ 55 không quá 0.01
- Độ đảo hướng kính của mặt ren vít không quá 0.02
- Dung sai độ song song rãnh then không lớn hơn 0.018
- Dung sai độ đối xứng rãnh then không lớn hơn 0.072
- Dung sai độ đảo hướng tâm của trục ren vít E B = 0.048
2.2, ĐẶC ĐIỂM CHỨC NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT
Các chi tiết dạng trục là loại chi tiết được dùng phổ biến trong ngành chế
tạo máy, chúng có bề mặt gia công là mặt tròn xoay, những bề mặt này
thưòng được dùng làm các bề mặt lắp ghép.
Các loại trục như: trục trơn, trục bậc, trục răng, trục ren, trục cam, trục
khuỷu tuy nhiên các loại trục đều có yêu cầu chung về điều kiện kỹ thuật, độ
chính xác về kích thước, hình dạng hình (độ côn, độ ô van, độ đồng tâm, độ
tròn, độ trụ…) kích thước các cổ lắp ghép yêu cầu đạt độ chính xác cấp 7-8

trong một số trường hợp cần đạt độ chính xác cấp 5, 6 độ nhám các cổ trục
lắp ghép Ra = 1.25 ÷ 1.16 µm mặt đầu R z = 40 ÷ 20 µm và bề mặt không lắp ghép
R z = 80 ÷ 40 µm và phải đảm bảo được cơ, lý tính của trục. Các chi tiết dạng
trục được gia công trên máy tiện là chủ yếu, ngoài ra còn dùng phương pháp
phay, mài…
Chi tiết trục vít thuộc dạng chi tiết dạng trục thường được dùng khá nhiều
trong các kết cấu máy. Trục vít thường được dùng để biến chuyển động quay
thành chuyển động tịnh tiến hoặc chuyển động quay và ngược lại trong các bộ
truyền của hộp giảm tốc, cơ cấu phân độ… Hay được dùng để truyền chuyển
động trong các máy bơm máy ép…. Bề mặt làm việc chủ yếu của trục vít là
mặt trụ ngoài và bề mặt ren vít. Bề mặt ngoài thường được dùng để lắp ổ trục,
bề mặt ren vít được dùng để truyền động.


11
Ở đây với đề bài là chế tạo trục vít môđun m=6, hệ số đường kính q = 10, số
đầu mối Z= 1, góc biên dạng ren α = 20 o . Yêu cầu gia công cụ thể cho các bề
mặt là: - Chiều dài 430 ±0.2 mm
- Đường kính lớn nhất φ 72 −0,074 mm để cắt ren vít
- Phần ren M24x3 có thể được dùng để bắt bu lông cố định bánh răng hoặc
bánh đai lắp vào đoạn trục φ 27 −0.021
- Đoạn trụ φ 27 −0.021 được dùng để lắp bánh đà hoặc bánh đai. Yêu cầu gia
công của bề mặt này là đạt độ nhẵn Ra = 1,25µ m
- Hai đoạn trụ φ 55 − 0,03 được dùng để lắp ổ. Yêu cầu gia công của bề mặt là
đạt độ nhẵn Ra = 1,25 µ m . Độ tròn đạt 0,01mm, độ trụ đạt 0,01mm
-Đoạn trụ φ 72 − 0, 074 được dùng để gia công ren vít. Yêu cầu của bề mặt độ đảo
hướng kính so với mặt A và B đạt 0,02 mm
- Đoạn trụ φ 40 −0.025 được dùng để lắp bánh răng hoặc bánh đai. Độ nhám bề
mặt yêu cầu đạt Ra = 1,25µm
- Đoạn trụ φ 45 −0, 062 để tạo khoảng cách giữa các chi tiết. Yêu cầu gia công

đạt dộ nhám đạt Rz = 20µm
Các đoạn trục φ 65 −0,15 dùng làm vai trục để có tác dụng khi lắp ổ trục, rãnh
+0,15
+0 ,1
thoát ren φ 55 −0,15 , φ 20 −0,1 , rãnh lắp ghép ổ trục là các kích thước không yêu cầu
+0 ,15

về độ chính xác cao
Vật liệu làm trục vít
Chọn vật liệu trục vít có thể dựa vào các yếu tố sau:
- Điều kiện làm việc, tải trọng
- Vận tốc trượt
- Dạng sản xuất
- Vật liệu bánh vít: vật liệu trục vít và bánh vít phải tạo ra một cặp giảm ma
sát.
- Cơ sơ vật chất và kỹ thuật hiện có
- Hiệu quả kinh tế


12
Vì thế trục vít thường được chế tạo từ thép C45 vì thép C45 rẻ, dễ chế tạo,
gia công nhưng loại thép này đảm bảo được các yêu cầu kỹ thuật về cơ, lý
tính: bề mặt cứng nhưng bên trong vẫn đảm bảo độ dẻo, dai, thường dùng là
phôi thanh tròn, phôi rèn. Tuy nhiên vật liệu này còn hạn chế: chỉ dùng để chế
tạo trục vít có công suất không lớn lắm, tỉ số truyền nhỏ.
Thành phần hóa học của thép C45
C

Si

0.4-0.5

0.17-0.37 0.5-0.8

Mn

S

P

Ni

Cr

0.045

0.045

0.30

0.30

Tính chất cơ học của thép 45
σ T MPa

360

σ bp MPa

δs, %

610

16

ψ,%

40

C, J / cm 3

50

HB
Sau cán

Sau ủ

241

197

2.3 PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU
Từ bản vẽ chi tiết ta thấy kết cấu cử chi tiết như vậy là tương đối hợp lí việc
thay thế bằng các kết cấu hàn và lắp ghép là không phù hợp. Vật liệu gia công
là thép C45 đã đáp ứng được các yêu cầu về tính công nghệ, điều kiện làm
việc và tính kinh tế cho sản phẩm. Dung sai và độ nhám bề mặt của chi tiết
phù hợp với yêu cầu làm việc khả năng gia công trong thực tế
Chi tiết là trục vít có đường kính giảm dần về hai phía đầu trục
- Phần ren vít:

Mô đun : m = 6
Số mối ren : Z = 1
Chiều cao ren : h = 13,2
Chiều ren : phải
Cấp chính xác : 7 ÷ 8


13
Bước xoắn vít : p = m.π
Hệ số đường kính : q = 10
Góc biên dạng ren : α = 20 0
Góc dẫn của ren : λ = 5 0 42'36' '
Sản lượng yêu cầu N1 = 4000 chi tiết/ năm
- Phần ren vít vô cùng quan trọng và đòi hỏi độ chính xác, độ bền cao, độ
nhám nhỏ vì trong quá trình làm việc trục vít ăn khớp với bánh vít xuất hiện
vận tốc trượt làm cho ma sát trên mặt ren tăng làm mòn tróc rỗ đặc biệt là
dính bề mặt ren vì vậy phải áp dụng phương pháp nhiệt luyện để nâng cao cơ,
lý tính của ren, sau đó phải mài lại ren.
- Khi gia công thô phần ren ta có rất nhiều phương pháp như tiện, phay…
Tuy nhiên phần ren vít phải gia công là đoạn ren không có rãnh thoát ren vì
vậy trong công nghệ chế tạo chúng tôi quyết định sử dụng phương pháp phay
ren bao hình trên máy chuyên dùng
- Do trục vít có nhiều bậc trục có đường kính khác nhau nên có các mép vát,
góc lượn ở phần chuyển tiếp giữa các đoạn trục có tác dụng làm giảm ứng
suất tập trung, ở đây ta tạo các góc lượn với R = 2 mm
- Trong quá trình gia công ta sử dụng hai lỗ tâm làm chuẩn tinh thống nhất
(nghĩa là sử dụng hai lỗ tâm định vị để thực hiện tất cả các nguyên công ) làm
giảm sai số do gá đặt.
- Đối với chi tiết trục vít sau khi gia công cắt gọt ta phải tiến hành nhiệt luyện
đề đảm bảo yêu cầu làm việc của chi tiết. Đối với các bề mặt làm việc quan

trong của chi tiết ( các mặt trụ φ 27 −0, 021 , φ 55 0, 03 , φ 40 0, 025 ) ta phải tiến hành mài
để đảm bảo độ bóng bề mặt yêu cầu
- Thiết kế trục phải dựa vào điều kiện làm việc cụ thể của chi tiết. Nếu tải
trọng của trục nhỏ ta có thể giảm đường kính trục để giảm kích thước phôi,
giảm giá thành sản phẩm.
- Do trục vít thường rất dài nên độ võng, góc xoay lớn do vậy phải lưu ý tới
các biện pháp xử lý nhiệt.


14
- Dụng cụ kiểm tra trong quá trình gia công thường là thước cặp 1/50, panme,
đồng hồ so, dưỡng đo, calip, dụng cụ đo chuyên dùng.
- Do sản xuất với số lượng lớn nên ta có thể áp dụng một số biện pháp làm
tăng năng suất cũng như hạ giá thành sản phẩm:
+ Máy, gá, dao chuyên dùng
+ Sử dụng nhiều dao trong một lần gia công
+ Ngoài ra ta nên sử dụng máy móc tự động, máy CNC, trung tâm gia
công … để làm giảm thời gian gá đặt, rút ngắn số nguyên công.

Chương 3: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT VÀ PHƯƠNG
PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

3.1, XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT
Theo đầu bài ban đầu ta có số lượng chi tiết cần chế tạo trong 1 năm là
N=4000 chi tiết tuy nhiên trong khi gia công sẽ có một số lượng chi tiết để dự
phòng hư hỏng, khuyết tật trong quá trình sản xuất
Sản lượng hàng năm được xác định theo công thức sau đây:
N = N 1 .m(1 +

β+α

)
100

Trong đó:
+ N 1 = 4000( CT): Số lượng chi tiết cần sản xuất trong một năm
+ N - Số lượng sản phẩm chế tạo trong một năm
+ m - số chi tiết trong một sản phẩm, m = 1
+ β - số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ cho hỏng hóc và phế phẩm
trong quá trình gia công cơ (5% - 7%). Lấy β = 6%


15
+ α - lượng sản phẩm dự phòng do sai hỏng khi chế tạo phôi (3% - 6%).
Lấy α = 4%
N = 10000.1.(1 +

6+4
) = 11000 (chi tiết)
100

* Khối lượng của chi tiết:
Q = V.γ
Trong đó:
γ - trọng lượng riêng của vật liệu. Đối với thép 45 γ = 7.852 ( kg / cm 3 )

V - thể tích chi tiết
Xác định thể tích của chi tiết:
- Thể tích đoạn trụ cắt ren M24
V1 = 8124,4 (mm 3 )

- Thể tích đoạn trụ φ 27 −0.021
V2 = 17168 (mm 3 )

- Thể tích rãnh thoát dao φ 20
V3 = 690,8 (mm 3 )

- Thể tích rãnh then 8 × 25 × 4
V4 = 640 (mm 3 )

- Thể tích đoạn trụ φ 45 −0,062
V5 = 47688,7 (mm3 )

- Thể tích đoạn trụ φ 55 − 0,03
V6 = 118731,2 (mm 3 )

- Thể tích đoạn vát mép
V7 = 2041 (mm 3 )

- Thể tích rãnh lắp ổ


16
V8 = 3328,4 (mm 3 )
+0,15
- Thể tích vai trục φ 65 + 0,15

V9 = 26533 (mm 3 )
+0,15
- Thể tích rãnh thoát dao φ 55 +0,15

V10 = 14318 (mm 3 )

- Thể tích đoạn trụ cắt ren vít φ 72 −0.074
V11 = 310860 (mm 3 )

- Thể tích đoạn trụ φ 40 −0.025
V12 = 72848 (mm 3 )

- Thể tích rãnh then 12 × 50 × 4,5
V13 = 2160 (mm 3 )

Thể tích của chi tiết là:
V= V1 + V2 − V3 − V4 + 2.V5 + 2.V6 − 2.V7 − 2.V8 + 2.V9 − 2.V10 + V11 + V12 − V13 = 754200mm 3
-> Thể tích chi tiết V = 0,7542 dm3
Vậy khối lượng của chi tiết:
Q = 0,7542 × 7,852 = 5,92 kg

Tra bảng 2 T31 Thiết kế đồ án CN CTM [3] ta được dạng sản xuất là hàng
loạt lớn
3.2, CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI
Phương pháp tọa phôi phụ thuộc vào rất nhiều vấn đề như chức năng và
kết cấu chi tiết trong cụm máy, vật liệu sử dụng yêu cầu kỹ thuật, hình dáng
bề mặt và kích thước của chi tiết máy, quy mô và tính loạt của sản xuất…
Nếu chi tiết làm việc ở trạng thái chịu tải phức tạp như tải trọng thay đổi, kéo
nén, uốn, xoắn đồng thời thì cần chọn phôi đã qua gia công áp lực. Nếu chi
tiết dạng trục và có tiết diện ngang ít thay đổi nên chọn phôi là thép cán. Nếu
chi tiết có hình dạng phức tạp và có yêu cầu chịu tải trọng không phức tạp nên
chọn phôi chế tạo bằng phương pháp đúc.

17
Ở đây căn cứ vào hình dạng, kích thước, loại vật liệu của phôi, yêu cầu làm
việc, sản lượng của chi tiết ta có các phương pháp chế tạo phôi sau:
a/ Phương pháp đúc:
Có thể tạo phôi từ tất cả các kim loại và hợp kim có thành phẩm khác nhau.
Có thể đúc được các chi tiết có hình dạng phức tạp mà các phương pháp khó
hoặc không chế tạo được. Phương pháp đúc dễ cơ khí hóa , tự động hóa, cho
năng suất cao, giá thành hạ. Tuy nhiên phương pháp đúc gây tốn kim loại cho
hệ thống đậu rót, đậu ngót, cơ tính của vật đúc không cao. Do đó phôi đúc
thường ít được sử dụng để gia công các chi tiết dạng trục. Ở đây với chi tiết
trục vít yêu cầu về cơ tính cao do đó việc sử dụng phôi đúc là không hợp lí.
b/ Phương pháp rèn tự do:
Là phương pháp gia công có tính linh hoạt cao, phạm vi gia công rộng. Có
cơ tính tốt do có tổ chức hạt phức tạp, thiết bị đơn giản vốn đầu tư ít. Tuy
nhiên độ chính xác về hình dạng và kích thước thấp nên lượng dư cắt gọt lớn
hệ số sử dụng vật liệu không cao, chất lượng phụ thuộc vào tay nghề công
nhân, năng suất thấp. Phương pháp này thường được sử dụng trong sản xuất
đơn chiếc.
c/ Phương pháp dập thể tích:
Phôi dập có độ chính xác về hình dạng, kích thước và chất lượng bề mặt cao,
chế tạo được các phôi có hình dạng phức tạp. Hệ số sử dụng vật liệu cao hơn
rèn tự do. Nhược điểm của phương pháp này là cần có thiết bị gia công lớn,
không tạo được phôi lớn, chi phí chế tạo khuôn cao do đó phương pháp chỉ
hiệu quả khi số lượng chi tiết đủ lớn.
d/ Phương pháp cán:
Phôi thép cán có hình dạng, kích thước tiết diện ngang theo tiêu chuẩn , độ
chính xác chất lượng bề mặt cao, thành phần hóa học ổn định hơn phôi đúc.
Cán chỉ thích hợp điều kiện hình dạng, kích thước tiết diện ngang của phôi
gần giống với tiết diện ngang của chi tiết.
Ở đây chi tiết cần chế tạo có dạng trục bậc giữa các bậc trục có độ chênh

lệch về đường kính nhưng do chiều dài giữa các bậc trục nhỏ nên để phù hợp
với điều kiện sản xuất trong nước hiện nay cũng như tính kinh tế cho quá
trình gia công, ta lựa chon dạng phôi ở đây là phôi thanh tròn và để đảm bảo


18
cho cơ tính cũng như yêu cầu làm việc của chi tiết trục vít ta chọn phương
pháp chế tạo phôi là phương pháp cán nóng
Chú ý: Độ cong của phôi thanh không vượt quá 0,5%L (L- chiều dai phôi).
Theo yêu cầu của người đặt hàng
phôi thanh có thể có độ cong
không vượt quá 3%L. Độ cong
cho phép khi cắt phôi thanh
không vượt quá 3mm cho các
phôi có đường kính tới 30mm,
5mm cho các phôi có đường
kính > 30mm.
Hình 3.1 Sơ đồ cán
3.3, THIẾT KẾ BẢN VẼ LỒNG PHÔI
Căn cứ theo kích thước tiêu chuẩn của phôi thanh tròn và để đảm bảo lượng
dư gia công cho việc cắt gọt ta lấy lượng dư một phía so với đường kính lớn
nhất của chi tiết là 2mm. Vậy kích thước đường kính phôi là d= 76mm, lấy
lượng dư mỗi phía để gia công 2 mặt đầu là 2mm. Vậy chiều dài phôi là
L=434 mm. Tra bảng 11Trang 40 [3] ta xác định được dung sai chiều dài của
phôi thanh khi cắt bằng cưa cần là ± 1mm . Dung sai đường kính của phôi
thanh là ± 0,5mm . Từ đây ta có bản vẽ lồng phôi của chi tiết.
0,01
0,01

1

0,02 AB

2

Rz200

1

A
30

Ø40-0,025

Ø65

Ø55

Ø72-0,087

Ø65
5

B
110

45

136

15

8

2 58

30

40

93
138

140
430
434±1

2-2
(TL2:1)

1-1
(TL2:1)

Ø27-0,021
Rz20

Rz20

12-0,043

56

8-0,036

26 5

Ø55-0,03

25

Ø45-0,062

M24x3

Ø76±0,5

2x45°

Rz20

23+0,2
35.5+0,2

Hình 3.2 Bản vẽ lồng phôi

Rz20


19

Chương 4: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
GIA CÔNG CHI TIẾT
4.1 XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG LỖI CÔNG NGHỆ
Căn cứ hình dạng kích thước yêu cầu công nghệ của chi tiết với dạng sản
xuất hàng loạt lớn muốn chuyên môn hóa và đạt năng suất cao trong điều kiện
sản xuất thực tế ở Việt Nam thì đường lối công nghệ thích hợp nhất là phân
tán nguyên công,sử dụng các loại máy vạn năng kết hợp với đồ gá chuyên
dùng và các máy chuyên dùng. Thực hiện gia công tuần tự theo từng bước.
4.2. CHỌN PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG
Với đường lối công nghệ là phân tán nguyên công,dạng sản xuất hàng loạt
lớn, tiến hành gia công tại nhiều vị trí, liên tục bằng một hoặc nhiều dao vật
liệu thép C45, phôi thanh để đạt được yêu cầu công nghệ của từng bề mặt ta
có các phương pháp gia công cho từng bề mặt như sau:
- Để gia công đoạn ren M24x3 ở đoạn trục ta có các phương pháp gia công
như :tiện ren, bàn ren, phay ren….
- Để gia công kích thước φ 27 −0.021 vật liệu thép C45, độ cứng HB = 229 đạt độ
nhám Ra=1,25, dung sai δ = 20µm , độ bóng 7,8 cấp chính xác 7, 8 ta có các
phương pháp gia công cuối cùng là: tiện tinh, phay tinh, mài tinh.
- Để gia công kích thước φ 45 −0, 062 vật liệu thép C45 độ cứng HB = 229, độ
nhám Ra=20, dung sai δ =160µm ,cấp chính xác 10-11, độ bóng cấp 5 ta có các
phương pháp gia công cuối: tiện tinh, phay tinh
- Để gia công ren kích thước φ 72 − 0, 074 vật liệu thép C45,độ cứng HB = 229,
độ nhám Ra=1.25, dung sai δ = 0,074 cấp chính xác 8, độ bóng cấp 7 ta có
các phương pháp gia công cuối cùng là: tiện tinh, mài thô, phay tinh,
- Để gia công kích thước φ 40 −0.025 vật liệu thép C45 độ cứng HB = 229, độ
nhám Ra =1,25, dung sai δ = 25µm cấp chính xác cấp 8, độ bóng cấp 7 ta có
các phương pháp gia công cuối cùng là: tiện tinh, mài tinh, phay tinh.
- Để gia công kích thước φ 55 − 0,03 vật liệu thép C45 độ cứng HB = 229, độ
nhám Ra=1,25, dung sai δ = 30µm cấp chính xác cấp 8, độ bóng cấp 7 ta có
các phương pháp gia công cuối cùng là: tiện tinh, mài tinh, phay tinh.

20
4.3. LẬP TIẾN TRÌNH CÔNG NGHỆ
4.3.1 Chọn chuẩn định vị
Đối với các chi tiết dạng trục yêu cầu về độ đồng tâm giữa các cổ trục là rất
quan trọng. Để đảm bảo yêu cầu này, khi gia công trục cần phải dùng chuẩn
tinh thống nhất.
Chuẩn tinh thống nhất khi gia công các chi tiết dạng trục là hai lỗ tâm côn ở
hai đầu của trục. Dùng hai lỗ tâm côn làm chuẩn có thể hoàn thành việc gia
công thô và tinh hầu hết các bề mặt trục
Nhưng đối với chi tiết trục vít trong bài này chúng ta chọn chuẩn có khác đi
so với trên. Ta lấy chuẩn thô là mặt ngoài của trục và cả lỗ tâm của trục, biện
pháp thực hiện là chúng ta dùng mâm cặp ba chấu tự định tâm ở một đầu kết
hợp với chống tâm ở đầu còn lại
Khi gia công tinh ta lại lấy chuẩn là hai lỗ tâm,thực hiện bằng cách chống
tâm hai đầu,để chống xoay chúng ta dùng thêm một cái tốc ở một đầu. Khi gia
công các mặt then chúng ta dùng chuẩn là mặt ngoài của trục được thực hiện
bằng cách dùng khối V kết hợp với các chốt tỳ để khống chế đủ số bậc tự do
cần thiết
4.3.2 Trình tự các nguyên công
1, Cắt phôi
2, Phay hai mặt đầu, khoan tâm
3, Tiện thô 2 đầu trục
4, Tiện tinh 2 đầu trục, vát mép
5, Phay đường vít
6, Tiện ren
7, Phay rãnh then
8, Phay rãnh then
9, Kiểm tra trung gian

10, Nhiệt luyện


21
11, Mài hai lỗ tâm
12, Mài các cổ trục
13, Mài các cổ trục
14, Mài profin ren
15, Tổng kiểm tra, bảo quản, đóng gói

4.4. THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG
4.4.1, Nguyên công 1: Cắt phôi
a/ Định vị:
Chi tiết được định vị vào mặt trụ ngoài trên 2 khối V ngắn hạn chế 4 bậc tự
do cữ chặn đầu trục hạn chế 1 bậc tự do và có tác dụng tự động đạt kích thước
khi gia công
b/ Kẹp chặt:
Thực hiện kẹp chặt bằng mỏ kẹp ren vít vào mặt trụ ngoài của chi tiết.
Phương chiều lực kẹp vuông góc và hướng vào mặt định vị
c/ Chọn máy:
- Do phôi thanh tròn có chiều dài lớn hơn rất nhiều chiều dài chi tiết vì vậy ta
phải cắt phôi để có phôi với chiều dài gần bằng chiều dài chi tiết nhưng phải
đảm bảo đủ lượng dư để gia công. Có nhiều phương pháp cắt phôi: cắt bằng
cưa tay, cưa đĩa, máy cưa cần, cưa vòng cắt đứt trên máy tiện…
Ở đây để phù hợp với dạng sản xuất và điều kiện sản xuất trong nước nên ta
chọn phương pháp cắt phôi bằng cưa vòng.
Cắt phôi bằng máy cưa vòng: Được dùng rất phổ biến trong các nhà máy cơ
khí vì nó dễ sử dụng. Một công nhân có thể đứng được nhiều máy, mạch cưa
tương đối hẹp từ 1÷1,5 mm.
Tuy nhiên việc cắt phôi theo phương pháp này còn hạn chế đó là: Độ cứng

của lưỡi cưa thấp, lưỡi cưa dễ dứt, khó chế tạo


22
d/ Chọn dao:
- Dao: Lưỡi cưa vòng (cưa lá) thép gió P18
Lưỡi cưa chuyển động được là do thân lưỡi cưa tiếp xúc với bánh đà nhờ ma
sát, lưỡi cưa như một dây đai vì vậy lưỡi cưa chịu rất nhiều lực đặc biệt là lực
uốn, kéo thay đổi theo chu kỳ gây ra hiện tượng đứt lưỡi cưa rất nguy hiểm
cho người đứng máy vì vậy trước khi làm việc phải kiểm tra lưỡi cưa đảm bảo
lưỡi cưa không quá mòn…
- Kiểm tra: Thước lá
Dùng thước lá hoặc thước dây để kiểm tra chiều dài phôi
Chiều dài của phôi cần đạt 434 ±1 mm
e/ Các bước công nghệ:
* Chế độ cắt:
- Lượng chạy dao: Tra bảng 2-6 T163 Chế độ cắt gia công cơ khí [1] ta xác
định được ( S ≤ 50 mm/ph) Chọn S = 40 mm/phút
- Tốc độ cắt:
Tra bảng 3- 6 T164 [1] ta xác định được
( v = 11-21m/ph) Chọn v = 16 m/phút
Bảng chế độ cắt
Thông số công nghệ
L = 430 ± 0,2 , D = φ 76 ± 0,5
V(m/ph)
S(mm/ph)
16
40

23
n

1
S

1

nd
s
α

76
Ø

Hình 4.1 Nguyên công 1 cắt phôi
4.4.2, Nguyên công 2: Phay 2 mặt đầu, khoan 2 lỗ tâm
a/ Định vị:
Chi tiết được định vị vào mặt trụ ngoài trên 2 khối V ngắn hạn mỗi khối V
hạn chế 2 bậc tự do, cữ tỳ đầu trục hạn chế 1 bậc tự do. Vậy chi tiết được
khống chế 5 bậc tự do
b/ Kẹp chặt:
Thực hiện kẹp chặt bằng mở kẹp ren vít vào mặt trụ ngoài của chi tiết.
Phương chiều lực kẹp vuông góc và hướng vào mặt định vị


24
c/ Chọn máy:
- Máy khỏa mặt khoan tâm chuyên dùng MP-73M
Đặc tính kỹ thuật của máy MP-73M

- Đường kính gia công, mm: 25-125
- Chiều dài chi tiết gia công, mm: 500-1250
- Giới hạn chạy dao của dao phay (vô cấp), mm/ph: 20-400
- Số cấp tốc độ của dao phay: 6
- Giới hạn số vòng quay của dao phay, v/ph: 125-712
- Số cấp tốc độ của dao khoan: 6
- Giới hạn số vòng quay của dao khoan, v/ph: 238-1125
- Giới hạn chạy dao của dao khoan (vô cấp), mm/ph: 20-300
- Công suất động cơ phay – khoan, Kw: 7.5-2.2
- Kích thuớc máy, mm: 1630x3790
- Độ phức tạp sửa chữa R: 7
- Gá: Đồ gá chuyên dùng
d/ Các bước công nghệ
Chi tiết gia công được định vị trên 2 khối V ngắn và 2 khối V này được cố
định trên bàn máy. Bàn máy mang phôi chuyển động tới vị trí 2 dao phay mặt
đầu, dao chuyển động quay và được cố định ở khoảng cách xác định, sau khi
phay xong 2 mặt đầu bàn máy tiếp tục chuyển động tới vị trí khoan tâm, hai
mũi tâm hai bên chuyển động cắt (quay và tiến dao vào) thực hiện khoan 2 lỗ
tâm cùng lúc
Bước 1: Phay 2 mặt đầu
* Dụng cụ cắt: Chọn dao phay mặt đầu hợp thép gió P18. Tra bảng 4-93
Trang 376 Sổ tay CN CTM [7] tập 2 ta xác định được thông số của
dao:D=100mm, Z = 10 răng, B = 40mm
* Dụng cụ kiểm tra: Thước cặp, thước đo góc


25
Thước cặp dùng để kiểm tra chiều dài của trục
Thước đo góc đo góc làm việc của lỗ tâm

Hình 4.2 Khỏa mặt dầu khoan tâm
* Lượng dư gia công: Lượng dư gia công 1 phía Zb = 2mm
* Chế độ cắt
- Chiều sâu cắt: Thực hiện phay 1 lần đạt kích thước chiều dài l = 430mm
nên ta có chiều sâu cắt t = 2mm
- Lượng chạy dao răng
Tra bảng 5-119 Trang 108 [7] tập 2 ta xác định được lượng chạy dao răng
Sz = ( 0,05-0,15) chọn Sz = 0,1mm/răng
- Tốc độ cắt
+ Tốc độ cắt tính toán: Vt = Vb. k1.k2 .k3.k4 .k5.k6
Trong đó:
Vb = 48 (m/phút): Vận tốc bảng Tra bảng 5-120 T120 [7] tập 2
k1= 1,15 Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào cơ tính của thép
k2 = 1 Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công
k3 =1,05 Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng chính