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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

đúc có vật liệu là thép.
− Đúc trong khuôn cát:
Ưu điểm: Vật liệu làm khuôn có sẵn, rẻ tiền, dễ kiếm. Có hai phương pháp
làm khuôn (bằng tay và bằng máy ).
+ Làm khuôn bằng tay:
13
Đặc điểm: Đòi hỏi người công nhân phải có tay nghề cao, đô chính xác của
vật đúc phụ thuộc tay nghề công nhân. Quá trình làm khuôn nặng nhọc,
công nhân lao động vất vả, chỉ phù hợp với dạng sản xuất đơn chiếc, phục
hồi sửa chữa.
+ Làm khuôn bằng máy:
Đặc điểm: Khuôn đươc đầm chặt, năng xuất cao, giảm được lao động nặng
nhọc cho công nhân, giảm thời gian sản xuất. Chỉ áp dụng cho dạng sản
xuất hàng loạt và hàng khối với các chi tiết có kết cấu đơn giản.
Theo phương pháp này phù hợp với chi tiết trục cán.
− Đúc áp lực:
Ưu điểm: Vật đúc có độ bóng, độ chính xác cao, chế tạo được vật đúc có
thành mỏng, hình dáng phức tạp, lượng dư nhỏ, nhưng giá thành cao.
− Đúc ly tâm:
Ưu điểm: Đúc được vật đúc có thành mỏng, kết cấu phức tạp, lượng dư
nhỏ.
Nhược điểm: Giá thành cao, bề mặt trong của vật đúc rất kém.
⇒ Với đặc điểm của các phương pháp trên thì căn cứ vào yêu cầu kỹ
thuật, dạng sản xuất là hàng khối, hình dáng không phức tạp, vật liệu chế
tạo là Bµ 60-2. Vì vậy chọn phương pháp đúc trong khuôn cát và làm
khuôn bằng máy.
14
Sơ đồ bố trí như hình vẽ:
16
− Cố gắng chọn chuẩn tinh sao cho tính trùng chuẩn càng cao càng tốt. Nếu
như vậy sẽ giảm được sai số gia công và khi chuẩn cơ sở trùng chuẩn khởi
xuất thì sai số chuẩn bằng 0.
- Cố gắng chọn chuẩn tinh thống nhất cho cả quá trình gia công. Nếu được
như vậy thì số chủng loại của đồ gá sẽ giảm bớt được chi phí thiết kế tính
toán, chế tạo đồ gá do đó giá thành sẽ giảm.
Từ các yêu cầu và các lời khuyên ta có thể chọn chuẩn theo các phương án:
1.3. Các phương án chọn chuẩn tinh:
a) Phương án 1:
Chuẩn tinh là hai lỗ tâm dùng để truyền mô men xoắn trong đó :
Mũi tâm cố định khống chế 3 bậc tự do .
Mũi tâm di động khống chế 2 bậc tự do.
Sơ đồ định vị như hình vẽ:
− Ưu điểm:
+ Với chi tiết gá trên hai mũi tâm ta có thể gia công trên nhiều lần gá đảm
bảo được lời khuyên khi chọn chuẩn tinh thống nhất. Khi gia công trên hai
mũi tâm đảm bảo độ đồng tâm cao và gia công được hầu hết các bậc trụ,
không gian công rộng, gá đặt chi tiết đơn giản, đồ gá tiêu chuẩn.
+ Chọn chuẩn tinh là hai lỗ tâm có thể sử dụng dùng để kiểm tra, sửa chữa,
lắp giáp, gá đặt chi tiết nhanh.
17
− Nhược điểm:
+ Chọn chuẩn tinh là hai lỗ tâm thì khi gia công lỗ tâm chóng mòn và sinh
nhiệt do ma sát sẽ làm biến dạng lỗ tâm ,do đó lại phải sửa lỗ tâm khi mòn.
+ Độ cứng vững kém, do phải truyền lực bằng tốc nên làm hẹp không gian
gia công của chi tiết gia công.
+ Yêu cầu kĩ thuật gia công lỗ tâm phải chính xác, nếu dùng mũi tâm cứng
sẽ gây sai số chuẩn đối với kích thước chiều trục
b) Phương án 2:

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

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

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

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