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
®å ¸n tèt nghiÖp c«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y

Gvhd : th.s- NguyÔn träng khanh 2 svth : NGUyÔN V¡N CH¦ëNG-
líp: 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-------



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 4 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.

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 đ-
ợc 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 8 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 v-
ơn 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, nhng
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.

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 10 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 ng-
ợc 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

=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 .
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 .
Gvhd : th.s- Nguyễn trọng khanh 12 svth : NGUyễN VĂN CHƯởNG-
lớp: TC2001MA
đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy

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.
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
Gvhd : th.s- Nguyễn trọng khanh 13 svth : NGUyễN VĂN CHƯởNG-
lớp: TC2001MA
đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy
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 14 svth : NGUyễN VĂN CHƯởNG-
lớp: TC2001MA
107,4
280

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 15 svth : NGUyễN VĂN CHƯởNG-
lớp: TC2001MA
đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy

Với : Di, Li là kích thớc đờng kính, chiều dài đoạn trục thứ i.

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 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 đ-
ợc 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:
Gvhd : th.s- Nguyễn trọng khanh 16 svth : NGUyễN VĂN CHƯởNG-
lớp: TC2001MA
4
1
4
1
4
1

+ 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 17 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:

t
d
Gvhd : th.s- Nguyễn trọng khanh 19 svth : NGUyễN VĂN CHƯởNG-
lớp: TC2001MA
®å ¸n tèt nghiÖp c«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y
Gvhd : th.s- NguyÔn träng khanh 20 svth : NGUyÔN V¡N CH¦ëNG-
líp: 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:

+ Độ cứng vững kém, do phải truyền lực bằng tốc nên làm hẹp không gian gia
công của chi tiết gia công.
Gvhd : th.s- Nguyễn trọng khanh 22 svth : NGUyễN VĂN CHƯởNG-
lớp: TC2001MA
đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy
+ 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
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 23 svth : NGUyễN VĂN CHƯởNG-
lớp: TC2001MA
đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy

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.
Gvhd : th.s- Nguyễn trọng khanh 25 svth : NGUyễN VĂN CHƯởNG-
lớp: TC2001MA