Đồ án Thiết kế quy trình công nghệ gia công và các trang bị công nghệ phụ để gia công trục khuỷu

LỜI NÓI ĐẦU Cùng với sự phát triển của khoa học nói chung và ngành cơ khí nói riêng. Đòi hỏi người cán bộ kỹ thuật phải nắm vững kiến thức cơ bản tương đối rộng. Đồng thời phải biết vận dụng kiến thức đã học trong suốt 5 năm để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất, sửa chữa và sử dụng. Do đó đồ án tốt nghiệp là mục đích giúp hệ thống lại những kiến thức cơ bản đã học trước lúc ra trường. Cùng với sự phát triển của thời đại công nghiệp hóa, hiện đại hóa của ngành cơ khí, thì nhu cầu sản xuất phải sử dụng máy móc độ chính xác cao, phải giảm sức lao động của con người, tăng năng suất lao động. Hiện nay trong thực tế sản xuất ngành giao thông giữ một vai trò chủ đạo cụ thể là các phương tiện vận chuyển như ôtô, tàu hoả, tàu thuỷ v v... các chi tiết máy trong các phương tiện này đòi hỏi độ bền, chính xác, dễ phục hồi sửa chữa. Và Trục Khuỷu là một chi tiết điển hình của các loại động cơ. Nhằm đáp ứng nhu cầu đó, em đã nhận đề tài tốt nghiệp là “THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO TRỤC KHUỶU ” với các nội dung sau: Phần I. Giới thiệu chung về chi tiết trục khuỷu. Phần II. Quy trình công nghệ chế tạo dạng trục. Phần III. Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo trục khuỷu. Phần IV.Thiết kế một số đồ gá dung trong chế tạo trục khuỷu (đồ gá tiện cổ trục và đầu trục; đồ gá phay rãnh then; đồ gá khoan các lỗ ren M10; đồ gá kiểm tra). Đề tài được hoàn thành với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Lưu Đức Bình cùng các thầy cô trong khoa .Vì là một vấn đề tương đối lớn của người sinh viên, nên không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong sự góp ý chỉ bảo của quý thầy cô. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn và các thầy cô trong khoa. Đà Nẵng, ngày tháng năm 2008 Sinh viên thiết kế Hà Văn Thắng PHẦN I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TRỤC KHUỶU 1. ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA TRỤC KHUỶU .Tác dụng của trục khuỷu Trục khuỷu chi tiết quan trọng bậc nhất tron gđộng cơ có sử dụng nó, có cường độ làm việc lớn nhất,chịu áp lực lớn nhất, vì vậy giá thành cao nhất của động cơ. Công dụng của trục khuỷu là tiếp nhận lực khí thể tác dụng lên Piston qua thanh truyền và biến chuyển động tịnh tiến thành chuyển động quay của trục khuỷu để đưa công suất ra ngoài.Nó nối với đầu to của thanh truyền. .Trạng thái làm việc của trục khuỷu Khi làm việc, trục khuỷu chịu tác động của lực khí thể, lực quán tính (quán tính chuyển động thẳng và quán tính chuyển động quay). Những lực này có trị số rất lớn và thay đổi theo chu kỳ nhất định nên có tính va đập mạnh. Các lực tác dụng gây ra ứng suất uốn và xoắn trục, đồng thời còn gây ra hiện tượng dao động dọc và dao động xoắn làm động cơ rung động mất cân bằng. Các lực tác dụng gây ra hao mòn lớn trên bề mặt ma sát của cổ trục và chốt khuỷu. Nhận xét; động cơ 4 kì 4 xy lanh có tính cân bằng cao, nó chỉ có một lực không được cân bằng là lực giảm quán tính lần 2. .Yêu cầu kỹ thuật của trục khuỷu Có sức bền lớn, độ cứng vững lớn, trọng lượng nhỏ và ít mòn. Độ chính xác gia công cao, bề mặt làm việc cần có độ bóng và độ cứng cao. Không xảy ra dao động cộng hưởng trong phạm vi tốc độ sử dụng. Kết cấu của trục khuỷu phải đảm bảo tính cân đối, tính đồng đều của động cơ. Dễ chế tạo, trọng lượng bé, gọn nhưng vẫn đảm bảo tính năng sử dụng. VẬT LIỆU CHẾ TẠO TRỤC KHUỶU + Mác thép thường dùng là thép cacbon có thành phần cacbon trung bình. Thường dùng thép 45,thép này được dùng nhiều nhờ đặc tính sau: Rẻ tiền. Độ bền kém thép hợp kim nhưng có thể đảm bảo đầy đủ yêu cầu bằng các biện pháp kết cấu. Hệ số ma sát trong của thép cacbon cao hơn thép hợp kim nên có khả năng giảm được dao động xoắn tốt hơn thép hợp kim Mangan, Crôm, Niken. + Ngoài ra người ta còn dùng gang cầu grafit để đúc trục khuỷu vì gang có ưu điểm sau: Có tính đúc tốt. Giá thành rẻ hơn. Có khả năng dập tắt dao động tốt hơn. Giữ dầu bôi trơn tốt hơn. Thành phần hóa học của thép C45 Maïc theïp C% Mn% sb MPa s0,2 MPa d5% y% HB Âäü cæïng sau uí HB akKJ/m2 45 0,42-0,50 0,50-0,80 610 360 16 40 229 197 500 KẾT CẤU CỦA TRỤC KHUỶU .Yêu cầu và đặc điểm kết cấu của trục khuỷu Hình dạng kết cấu của trục khuỷu phụ thuộc vào số xilanh, cách bố trí xilanh, số kỳ của động cơ, thứ tự làm việc của xilanh. + Các yêu cầu về kết cấu: Đảm bảo động cơ làm việc đồng đều, biên độ dao động của mômen xoắn tương đối nhỏ. Động cơ làm việc cân bằng, ít rung động. Ứng suất sinh ra do mômen xoắn nhỏ. Công nghệ chế tạo đơn giản, giá thành rẻ. Kích thước của trục khuỷu phụ thuộc chủ yếu vào khoảng cách giữa hai đường tâm xilanh, đường kính xilanh, chiều dày của lót xilanh, phương pháp làm mát. Khi thiết kế trục khuỷu cần phải cố gắng dùng các biện pháp để thu gọn kích thước của trục khuỷu nhưng phải chú ý đến độ cứng vững, sức bền của trục khuỷu. + Chất lượng bề mặt của cổ trục và cổ biên sau khi gia công cơ: Độ cứng: HRC = 52¸62. Độ chính xác cấp 1;2. Độ bóng bề mặt: cấp 10 ( Ra = 0,16) + Sai lệch về kích thước hình học: Độ không song song giữa đường trục của cổ trục và cổ biên: 10¸12 mm trên suốt chiều dài cổ biên. Độ côn cho phép của cổ trục và cổ biên: 10 mm. Độ ô van cho phép của cổ trục và cổ biên: 10 mm. Độ chính xác cân bằng từ 20¸30 g.cm/khoảng lệch tâm e. Bản vẽ số 01. .Phân loại trục khuỷu + Về kết cấu có thể phân làm hai loại: Trục khuỷu nguyên. Là laọi có các bộ phận: Cổ trục, khuỷu trục, má khuỷu làm thành một khối. Loại khuỷu này thường đựoc dung trong động cơ cỡ nhỏ và trung bình. Trục khuỷu gép. Loại trục ghép thường được cấu tạo riêng từng bộ phận: cổ trục, chốt khuỷu, má khuỷu (Hình 1b) hoặc làm cổ riêng rồi lắp với khuỷu. Đôi khi nhất là trong động cơ cỡ lớn, trục khuỷu thường chế tạo thành từng đoạn (mỗi đoạn gồm vài khuỷu). Ở những động cơ cao tốc công suất lớn, để đảm bảo hiện tượng dao động của hệ trục thì một trong những biện pháp thường dùng trục khuỷu ghép với má khuỷu tròn để làm luôn cổ trục ( nơi lắp ổ bi). Các bộ phận của trục này lắp với nhau bằng bu long ( Hình 1a). + Về hình dáng hình học có thể phân làm hai loại: Trục khuỷu đủ cổ trục. Trục khuỷu thiếu cổ trục. a b Hình 1.1 4. KẾT CẤU CÁC PHẦN CỦA TRỤC KHUỶU Trục khuỷu gồm các phần: đầu trục khuỷu, cổ trục khuỷu, má khuỷu, cổ biên và đuôi trục khuỷu. Ngoài ra để trục khuỷu làm việc được cân bằng người ta còn lắp thêm đối trọng trên trục khuỷu. 4.1 Đầu trục khuỷu Đây là nơi thường để lắp bánh răng dẫn động bơm nước, bơm cao áp, bơm dầu nhớt,bánh đai, dẫn động quạt gió, đai ốc khởi động bằng tay, là nơi lắp phớt chặn dầu, then bán nguyệt hay then bằng. 4.2 Cổ trục Đa số động cơ người ta làm cổ trục không thay đổi kích thước với mục đích: đơn giản, dễ chế tạo, đơn giản cho phụ tùng bạc lót và thay thế. Đường kích cổ trục được chọn theo tính toán sức bền vật liệu, điều kiện hình thành lớp dầu bôi trơn, thời gian sử dụng, số lần sữa chữalớn của động cơ. Kích thước các cổ trục thưồng nằm trong phạm vi: Loại động cơ đường kính chiều dài cổ trục Động cơ xăng (0,5 – 0,8)D 0,5 Động cơ diezen (0,7 -0,85)D (0,5 – 0,6) D: là đường kính xy lanh. _Một số dạng má khuỷu: 4.3 Đối trọng Mục đích giảm phụ tải cho cổ trục, đối trọng có hai dạng: _chế tạo liền với má khuỷu, ví dụ động cơ ôtô, máy kéo,… _chế tạo rời ghép má bằng: Hàn , có nhược điểm thay đổi cơ tính. Ghép bằng bu lông là thông thường.có nhược điểm là: lưc ly tâm bứt đứt bu long, có thể khắc phục bằng cho bu long nằm ngang. 4.4 Đuôi trục khuỷu Là nơi để lắp bánh đà, khớp nối, bánh truyền đai, tức là truyền mômen xoắn ra ngoài.có mặt bích lắp bánh răng, rảnh hồi dầu và vành chắn dầu. 5. CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO SỨC BỀN TRỤC KHUỶU Các biện pháp công nghệ .Dùng phương pháp rèn khuôn để chế tạo trục khuỷu. Với biện pháp này, sau khi rèn thớ kim loại của phôi sẽ liên tục không bị cắt đứt khi gia công cắt gọt, do đó tăng được độ biền trục khuỷu. _Làm cho bền mặt trục khuỷu bằng cách phun bi thép, phun cát thạch anh hạt lên các bề mặt làm việc của trục khuỷu. _Dùng phương pháp nhiệt luyện tôt như tôi cao tần, thấm nitơ. _ Mài bóng bề mặt để giảm ma sát và mài mòn, hạn chế nhấp nhô bề mặt tăng sức bền mõi. Lựa chọn kết cấu hợp lý và biện pháp tăng bền và tăng tuôi thọ của trục khuỷu có hiệu quả nhất. kết cấu trục khuỷu phải đảm bảo ứng sức bền, ứng sức tập trung. Các biện pháp tăng bền về kết cấu: _ Tăng độ trùng điệp giữa cổ trục và cổ biên _ Tăng bán kính góc lượn (r ) giữa cổ trục, cổ biên và má khuỷu, thì tăng được khả năng chống lại ứng sức bền. _ khoét lỗ trống cổ trục và cổ biên để giảm lực ly tâm và để phân bố đều ứng suất, do đó sức bền mỏi của trục sẽ tăng lên khoảng 10% - 15%. _ Bố trí dầu bôi trơn bề mặt làm việc của cổ biên một cách hợp lý. Trên đây là một số biên pháp tăng bền trục khuỷu được lựa chọn có tính hợp lý cao trong kết cấu và công nghệ, vì vậy người thiết kế công nghệ cần tham khảo để nâng cao sức bề trục khuỷu. SỐ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI Việc chế tạo phôi trục khuỷu thường dùng 3 phương pháp sau: a. Rèn tự do Thực chất rèn tự do là phương pháp gia công áp lực trong đó kim loại biến dạng gần như tự do, chỉ bị khống chế bởi các bề mặt tiếp xúc với bề mặt dụng cụ gia công. Phương pháp này thường dùng trong dạng sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ, thường áp dụng để rèn trục khuỷu có khích thước lớn, có hình thù đơn giản, trọng lượng chi tiết rèn có thể tới 250T. Ưu điểm của phương pháp này là: thiết bị đơn giản, vốn đầu tư thấp, có thể gia công được phôi lớn,thay đổi mặt hàng dể Nhưng có nhược điểm là lượng dư gia công lớn, hạn chế độ chính xác,độ nhẳn bề mặt của phôi thấp, cơ tính của phôi không đạt được tốt, điều này ảnh hưởng đến quá trình gia công cơ. Như vậy phương pháp này không kinh tế. b. Dập thể tích Dập thể tích là phương pháp gia công áp lực trong đó kim loại được biến dạng trong một không gian hạn chế bởi lồng khuôn dập. Ưu điểm của phương pháp: + Độ chính xác và độ bóng bề mặt của phôi cao. + Chất lượng sản phẩm đồng đều và cao, ít phụ thuộc tay nghề công nhân. + Có thể chế tạo các phôi có hình dạng phức tạp hơn rèn tự do. + Năng suất cao, dể cơ khí hoá và tự động hoá. Nhược điểm của phương pháp: + Thiết bị cần có công suất lớn, yêu cầu độ cứng vững, độ chính xác cao. + Chi phí chế tạo khuôn cao. Do vậy phương pháp này thường được dùng trong sản xuất loạt và hàng khối với loại trục khuỷu nhỏ hoặc trung bình. Phôi rèn trước khi gia công phải tiến hành ủ và thường hoá để khử ứng suất. c. Phương pháp đúc Đúc là phương pháp tạo phôi và các vật phẩm định hình khác bằng cách nấu chảy kim loại hoặc hợp kim rồi đem rót vào khuôn, sau khi kim loại lỏng ( hoặc hợp kim) lỏng đông đặc trong khuôn, ta nhận được vật phẩm có hình dạng và kích thước theo yêu cầu. Ưu điểm của phương pháp này là: + Có thể đúc với hầu hết kim loại và hợp kim. + Chế tạo được phôi có hình dáng phức tạp, kích thước, khối lượng lớn. + Có thể tạo được các vùng có thành phần và tính chất khác nhau trong cùng một phôi. + Vốn đầu tư thấp, giá thành rẻ. Nhược điểm: + Tổn hao kim loại lớn do cháy hao khi nấu luyện và tạo hệ thống rót, đậu ngót, đậu hơi. + Độ chính xác, độ nhẳn bề mặt bề mặt của phôi thường không cao. + Phôi đúc thường bị khuyết tật như rổ khí, rổ xỉ... + Điều kiện lao động nặng. + Cơ khí hoá và tự động hoá khó khăn. Áp dụng cho trục khuỷu và vật liệu chế tạo là thép cacbon, gang grafit cầu, phương pháp này có các ưu điểm sau: Trọng lượng phôi và lượng dư gia công nhỏ. Đúc được những kết cấu phức tạp của trục khuỷu. Tuy nhiên, phương pháp này còn có những nhược điểm như: Thành phần kim loại không đồng đều. Khi đúc thép kết tinh không đều làm ảnh hưởng đến cơ tính của trục khuỷu. Dễ gây khuyết tật như rỗ khí, rỗ co, rạn nứt. PHƯƠNG PHÁP TẠO PHÔI CHI TIẾT Từ điều kiện phân tích các phương pháp chế tạo phôi ở trên, và để phù hợp với dạng sản xuất hang loạt, ở đây ta chọn chế tạo phôi bằng phương pháp rèn khuôn trên máy ép 40T từ phôi cán nóng. Xác định nhiệt độ nung với vật liệu phôi dập thép C45 Tra bảng XII-13 Sổ tay CNCTM tập 1 xác định nhiệt độ rèn khuôn theo bảng sau: Maïc theïp Nhiãût âäü bàõt âáöu reìn tmax Nhiãût âäü thäi reìn Khoaíng nhiãût âäü nãn duìng ³ £ Theïp 45 1260°C 760°C 850°C 1200°C-800°C Như vậy cần nung phôi đến nhiệt độ C và sau đó ép kim loại chảy ra điền đầy lòng khuôn. Một số bước cần thực hiện khi rèn: _Tính toán chế tạo khuôn dập theo bản vẽ vật rèn. _Nung kim loại đến C _Gá đặt phôi trên máy ép. _Cho vậy nung vào khuôn. _Mở máy dập (chưa chồn mặt bích). _Nung phần cuối trục khuỷu đến C. _Cho trục khuỷu vào khuôn trên máy búa ngang để chồn mặt bích. _Nắn thẳng phôi, cắt bavia thường hóa. CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA CHI TIẾT GIA CÔNG Chất lượng bề mặt cổ trục và cổ biên sau khi gia công cơ: _ Độ cứng HRC = 52 – 62. _ Độ chính xác cấp 1; 2. _ Độ bong bề mặt cấp 10 (=0,16). Sai lệnh về vị trí: D, L. _ Độ không song song giữa đường trục của cổ trục và cổ biên 10 – 12 , trên suốt chiều dài cổ biên. _ Độ côn cho phép của cổ trục và cổ biên là 10. _ Độ ôvan cho phép của cổ trục và cổ biên là 10. _ Độ chính xác cân bằng từ 20 – 30 g.cm/khoảng lệch tâm e. 9. TÌM HIỂU CÁC BIỆN PHÁP CÔNG NGHỆ CHỦ YẾU ĐỂ GIA CÔNG BỀ MẶT LỆCH TÂM TRÊN CHI TIẾT DẠNG TRỤC 9.1. GIỚI THIỆU BỀ MẶT LỆCH TÂM TRÊN CHI TIẾT DẠNG TRỤC Bề mặt lệch tâm trên chi tiết dạng trục là các bề mặt có tâm không trùng nhau mà cách nhau một khoảng e. Nó được dùng rất phổ biến trong ngành cơ khí chế tạo máy đặc biệt là ngành cơ khí giao thông. Ở một số chi tiết dạng trục, trên một bậc nào đó có bề mặt không tròn xoay mà là dạng cam,ví dụ như trục cam trong động cơ ô tô. Có loại trục có nhiều bậc nhưng các bậc không cùng nằm trên một đường tâm,ví dụ : trục khuỷu của động cơ ô tô. Những loại bề mặt lệch tâm này phải có biện pháp gia công thích hợp mới tạo nên hình dạng bề mặt cũng như độ chính xác kích thước của chúng. Sau đây là một số biện pháp công nghệ chủ yếu để gia công bề mặt lệch tâm trên chi tiết dạng trục. 9.2. CÁC BIỆN PHÁP CÔNG NGHỆ CHỦ YẾU ĐỂ GIA CÔNG BỀ MẶT LỆCH TÂM TRÊN CHI TIẾT DẠNG TRỤC 1.2.1. Gia công mặt lệch tâm tròn xoay. Để gia công những bề mặt lệch tâm tròn xoay,các đường tâm trục lệch nhau một khoảng e nào đó,có thể dùng các phương pháp sau: Phương pháp 1: Tiện trên mâm cặp 3 chấu bằng cách gá lệch chi tiết đi một đoạn nhờ bề dày của miếng căn đệm thích hợp. Phôi được gá trên mâm cặp 3 chấu , tại 1 chấu có lót miếng đệm để xê dịch tâm của phôi một đoạn bằng e . Chiều dày của miếng căn đệm được xác định theo công thức : (mm). Trong đó D là đường kính của phôi kẹp trên mâm cặp. Hình 1: Gá phôi để tiện chi tiết lệch tâm trên mâm cặp 3 chấu 1: Chi tiết gia công. 2: Miếng căn đệm. 3: Mâm cặp 3 chấu. 4: Vấu cặp. 5: Dao tiện. Phương pháp 2: Tiện trên mâm cặp 4 chấu. Đầu tiên tiện thô phôi tròn, sau đó gá lên mâm cặp 4 chấu sao cho tâm O1 trùng tâm trục chính. Sau đó quay mâm cặp để 2 vấu ở vị trí nằm ngang, đưa dao đã gá trên bàn dao đến tiếp xúc với bề mặt của phôi và đánh dấu số vạch của bàn xe dao ngang. Đưa mũi dao ra khỏi phôi một khoảng bằng độ lệch tâm e ( Hình 2.a), sau đó điều chỉnh các vấu của mâm cặp để phôi tiếp xúc với mũi dao (Hình 2.b).Tiến hành tiện để đạt được đường kính trục. a) O1 trùng tâm trục chính b) O2 trùng tâm trục chính Hình 2: Gá phôi để tiện chi tiết lệch tâm trên mâm cặp 4 chấu. a) Dao tiện cách phôi một khoảng e. b) Phôi tiếp xúc với dao. Phương pháp 3: Gia công lỗ chống tâm của từng trục trên hai mặt đầu của phôi sao cho đường tâm của các lỗ cách nhau bằng khoảng cách của độ lệch tâm e. Sau đó gá lên hai mũi chống tâm và tốc cặp để gia công từng bề mặt trục tương ứng. Hình 3: Gia công trục lệch tâm gá trên 2 mũi chống tâm. 1: Đường trục lỗ tâm gia công bề mặt đoạn trục A. 2: Đường trục lỗ tâm gia công bề mặt đoạn trục B. Phương pháp 4 : Dùng đồ gá vạn năng điều chỉnh Hình 4:Gia công trục khuỷu trên máy tiện bằng đồ gá vạn năng. 1: Chi tiết. 2: Mũi chống tâm. 3:Tốc cặp. 4: Phần di động. 5: Phần cố định. Đồ gá vạn năng gồm 2 phần : Phần cố định 4 được kẹp trên mâm cặp 3 chấu, phần di động 3 có thể tịnh tiến trên phần cố định nó có gắn 2 mũi chống tâm, phôi được kẹp bởi 2 mũi chống tâm và tốc kẹp.Nhờ vào sự di chuyển của phần di động nên có thể điều chỉnh được tâm trục cần gia công trùng với tâm trục chính của máy tiện. Phương pháp 5: Gia công bằng máy tiện chuyên dùng ( tiện đuổi). a) b) Hình 5 : Gia công trục khuỷu bằng máy tiện chuyên dùng. Để gia công được bề mặt đoạn trục A thì định vị bằng 2 lỗ tâm trùng tâm quay của máy (hình 5.a).Lúc đó tâm của đoạn trục cần gia công quay quanh trục chính một khoảng bằng độ lệch tâm e ,muốn gia công được thì dao tiện phải luôn luôn tiếp xúc với bề mặt này (hình 5.b). Gắn dao vào cơ cấu bản lề có cánh tay. Hình 6 : Cơ cấu bản lề gá dao tiện trục lệch tâm. PHẦN II QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT DẠNG TRỤC Chi tiêt dạng trục là loại chi tiết được sử dụng rất phổ biến trong ngành chế tạo máy. Chúng có bề mặt cơ bản cần gia công là bề mặt tròn xoay ngoài. Mặt này thường dùng làm mặt lắp ghép. Tùy theo kết cấu mà có thể chi các chi tiết dạng trục ra các loại sau: _Trục trơn Trên suốt chiều dài của trục chỉ có một kích thước đường kính d. _Khi L/d10; trục trơn dài. Trục bậc: trên suốt chiều dài L của trục có một số kích thước của đường kính khác nhau.Trên trục bậc có thể còn có rãnh then hoặc then hoa, hoặc có ren. Trục rỗng: Loai trục rỗng có tác dụng giảm trọng lượng và cũng có thể làm mặt lắp ghép. Trục răng: Là trục trên đó có bánh răng liền trục. Trục lệch tâm: Là loại trục có những cổ trục không nằm trên một đường tâm như trục khuỷu . 1.Điều kiện kỹ thuật Khi chế các chi tiêt dạng trục cần đảm bảo các điều kiện kỹ thuật sau: -Kích thước đường kính các cổ lắp ghépyeu cầu cấp chính xác 7-10, trong một số trường hợp cần đạt đến 5. -Độ chính xác hình dáng về hình học như độ côn, độ ô van của các trục nằm trục nằm trong giới hạn 0,25-0,5 dung sai đường kính cổ trục . -Bảo đảm dung sai chiều dài mỗi trục trong khoảng 0,05-0,2 mm. -Độ đảo của các trục lắp ghép không vượt quá 0,01-0,03 mm. -Độ không song song của các rãnh then hay then hoa đối với tâm trục không vượt quá 0,01mm trên 100mm chiều dài . - Độ nhám của các trục cổ lắp ghép Ra=1,25-1,16, của các mặt đầu Rz=40-20 và bề mặt lắp ghép Rz=80-40. Về tính chất cơ lý của bề mặt trục như độ cưng bề mặt, độ thấm tôi tùy từng trường hợp cụ thể mà đặt điều kiện kỹ thuật. Ngoài ra đối với một số trục làm với tốc độ cao còn có yêu cầu cân bằng tĩnh và cân bằng động . 2.Vật liệu và phôi dùng để chế tạo các chi tiết dạng trục Vật liệu để chế tạo các chi tiết dạng trục bao gồm thép cacbon như thép 35,40,45; thép hợp kim như thép crôm, crôm – niken; 40X; 40; 50 v.v…các trục máy cán, trục khuỷu có thể chế tạo bằng gang có độ bền cao. Việc chọn phôi để chế tạo trục phụ thuộc vào hình dáng kết cấu và sản lượng của loại trục đó. ví dụ với trục đơn thì tốt nhất là dùng phôi thanh. với trục bậc có đường kính chênh nhau không lớn lắm thường dùng phôi cán nóng. Trong sản xuất nhỏ và đơn chiếc, phôi của trục được chế tạo bằng cách rèn tự do hoăc rèn tự do trong khuôn đơn giản , đôi khi có thể dùng phôi cán nóng, phôi của trục lớn được chế tạo bằng cách rèn tự do hoặc hàn ghép từng phần lại. Trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối, phôi của trục được chế tạo bằng dập nóng trên máy dập hoặc ép trên máy ép, với trục bậc có thể rèn trên máy rèn ngang và cũng có thể chế tạo bằng phương pháp đúc. Phôi trục bằng gang có độ bền cao được chế tạo bằng phương pháp đúc. Phôi đúc cho phép giảm lượng dư, và khối lượng gia công trong quá trình chế tạo. 3.Tính công nghệ trong kết cấu trục. Một số chú ý khi chế tạo chi tiết dạng trục: đường kính các cổ trục nên giảm dần về hai đầu. các bề mặt trên trục có khả năng gia công được bằng dao thong thường. - Giảm đường kính trục đến mức có thể mà vẫn đảm bảo chức năng làm việc bình thường. - Nghiên cứu khả năng thay rãnh then kín bằng rãnh then hở để nâng cao năng suất gia công. Nghiên cứu khả năng gia công trục trên máy thủy lực. Xem xét độ cứng vững của trục khi gia công. Trong những trường hợp gia công đồng thời bằng nhiều dao thì tỷ số L/D phải nhỏ hơn 10. Cần chú ý them là quy trình công nghệ chế tạo trục trơn khác hẳn trục bậc về tính đơn giản và kinh tế, vì vậy cần nghiên cứu khả năng thay thế trục bậc bằng trục trơn. 4. Quy trình công nghệ chế tạo các chi tiết dạng trục . a. Chuẩn định vị khi gia công chi tiết trục: Đối với các chi tiết dạng trục yêu cầu về độ đồng tâm giữa các lỗ 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 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. Sơ đồ định vị trên hai mũi tâm thể hiện trên hình. a Hai mũi tâm thường b Hai mũi tâm có khía nhám Hình 2.1 Sơ đồ định vị bằng hai lỗ tâm trên hai mũi tâm + Có thể dùng mũi tâm khía nhám đối với trục rỗng. Khi gia công những trục có độ cứng vững kém phải thêm tỳ phụ như luynet (khi tiện) và các chốt tỳ khi phay. Ngoài ra lỗ tâm cũng có thể lấy chuẩn là mặt ngoài của trục để gia công các bề mặt ngoài của bậc trục khác, gia công các rẽnh then, then hoa, mặt đầu cũng như các mặt khác trên trục. biện pháp thực hiện có thể là mâm cặp ba chấu, 4 chấu, ống kẹp mâm tự kẹp hoặc gá trên khối V, tùy theo bề mặt gia công là tròn xoay hay có một vị trí tương quan so với đường tâm trục. Định vị như vậy sẽ có sai số chuẩn hướng kính và hướng trục. Đối với các trục rỗng khi gia công tinh mặt ngoài, chi tiết được định vị mặt trong lỗ đã gia công để đảm bảo độ đồng tâm giữa mặt trong và mặt ngoài. Ngoài ra, để gia công trục có thể dùng chuẩn phối hợp cả mặt ngoài và lỗ tâm. Khi đó trục được cặp vào mâm cặp hoặc ống kệp ở một đầu, và ở đầu kia lỗ tâm được chống trên mũi tâm. a. Thứ tự gia công các bề mặt + Gia công chuẩn bị. _ Cắt đứt phôi theo kích thước chiều dài hoặc bội số của chiều dài, trên máy nhiếu trục hoặc máy cắt đứt tự động chuyên dùng, máy cưa, cũng có thể cắt đứt trên máy tiện. _ khỏa hai mật đầu và khoan vầ khoan hai lỗ. Nếu trục dài phải dùng luynet thì cần có nguyên công cổ đỡ. + Gia công trước nhiệt luyện. _ Tiện thô và tiện bán tinh các bề mặt trụ trên máy tiện (thường dùng hai lần gá để gia công hai đầu). _ Tiện tinh các mặt trụ. Nếu là trục rỗng thì sau khi tiện thô và bán tinh phải khoan và doa lỗ rồi mới gia công tinh mật ngoài. _ Mài thô một số cổ trục đỡ chi tiết khi phay. _ Nắn thẳng trục có F 10. _ Gia công các mặt định hình , rãnh then, rãnh chốt, răng trên trục. _ Gia công các lỗ vuông góc hoặc làm thành một góc với đường tâm trục, gia công các bề mặt có ren, mặt không quan trọng. + Nhiệt luyện. + Nắn thẳng sau khi nhiệt luyện để khắc phụ biến dạng. + Gia công tinh sau khi nhiệt luyện. _ Mài thô và tinh các cổ trục. _ Mài thô và tinh các bề mặt định hình (nếu có). _ Kiểm tra. b. Biện pháp thực hiện nguyên công chính. 1. Khỏa mặt đầu và khoan lỗ tâm. Khi chế tạo các trục có chiều dài L > 120 mm từ phôi dập hoặc phôi thanh thì hai lỗ tâm được dùng làm chuẩn định vị. Sauk hi cắt đứt phôi thì khỏa mặt đầu và khoan lỗ tâm phải được thực hiện tiếp theo ngay. Công việc này được thực hiện theo các phương pháp sau: _ Trong sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ thường phay hai mặt đầu của trục, sau đó lấy dấu rồi khoan hai lỗ tâm. Cũng gá trên mâm cặp, tiện mặt đầu, khoan tâm, sau đó đổi đầu để gia công phía còn lại. _ Trong sản xuất hang loạt lớn và hang khối, việc khỏa mặt đầu và khoan lỗ tâm thì thực hiện theo những cách sau: Phay mặt đầu trên máy phay có tang quay, sau đó khoan lỗ tâm trên máy khoan hai phía. Phay mặt đầu trên máy phay nằm ngang và gia công lỗ tâm trên máy chuyên dùng, là cơ sở gia công mặt đầu của trục trên máy phay nằm ngang trong dạng sản xuất hang loạt. Sau mỗi lần chuyển dao tại vị trí 2 lấy ra được 1 trục đã gia công xong cả hai đầu, trục ở vị trí 1 được chuyển sang vị trí 2 để cắt đầu thứ hai, còn trong vị trí 1 phôi mới được đật vào để cắt đầu thứ nhất. Theo hai cách trên đây việc khỏa mặt, khoan tâm được chia làm hai nguyên công. Trên một nguyên công đồng thời phay mặt đầu và khoan lỗ tâm ở cả hai phía trên máy chuyên dùng. Cách này trong sản xuất hang loạt lớn và hàng khối. sơ đồ gia công theo cách này được biểu diễn như hình 2.2. Hình 2.2 Sơ đồ gia công đồng thời mặt đầu và lỗ tâm trụ trên máy chuyên dùng. Các khối V định vị và kẹp chặt 4 Dao phay Chốt tỳ 5 Mũi khoan tâm Chi tiết Chi tiết gia công được đặt trên khối V, chuyển động dọc trục được hạn chế bằng chốt tỳ vào mặt đầu của bậc trục. Để phay xong cả hai đầu bằng hai dao, bàn máy mang vật dịch chuyển rồi dừng lại ở vị trí khoan tâm, lúc này các trục chính mang mũi khoan tâm thực hiên chuyển động quay tịnh tiến mũi khoan hai đầu vào cùng lúc. Sau khi khoan xong trục chính thực hiện lùi ra, bàn máy thực hiện chuyển động để quay về vị trí tháo chi tiết và gá phôi mới. máy dạng này là chuyên dùng, bán tự động kí hiệu MP76M (Liên Xô cũ). Bàn máy kiểu tang trống có 3 vị trí: _ Vị trí 1 dùng để gá và tháo phôi. _ Vị trí 2 thực hiên phay mặt đầu. _Vị trí 3 thực hiện khoan tâm với mũi khoan chuyên dụng. Mỗi vị trí được xác định bằng cách quay bàn máy đi . 2. Tiện thô và tinh mặt trụ của các bậc trục. Tiện thô và tinh đựơc thực hiện trên một trong các loại máy như: Máy tiện vạn năng thong thường, máy tiện có trang bị bàn dao chép hình thủy lực, máy bán tự động chép hình thủy lực, máy tiện một trục nhiều dao. Việc chọn máy nào gia công là phụ thuộc vào điều kiện sản xuất và sản lượng của chi tiết. _Trong sản xuất nhỏ và đơn chiếc, phôi trục từ cán hay rèn tự do tùy theo hình dáng bên ngoài và kích thước của trục cũng như tỉ lệ giữa các đường kính lớn, nhỏ mà tiến hành tiện lien tục trên máy tiện vạn năng.khi đó việc gia công các lỗ tâm trên các trục lớn được làm theo dấu. Nếu thực hiện trên máy tiện thì trục kẹp chặt một đầu vào mâm cặp, còn đầu kia đỡ vào luynet. Muốn thực hiện định vị như vậy trước tiên phải gia công cổ đỡ luynet. Việc đỡ luynet còn dùng như một tì phụ để tăng cứng vững khi gia công trục có L/D lớn. Tuy nhiên với trục có đường kính nhỏ hơn 200 mm, để không phải gia công cổ đỡ luynet, đôi khi dùng ống điều chỉnh chuyên dùng. Ống được kẹp lên cổ gia công và mặt ngoài ống được định vị trong luynet. Để tâm của ống trùng với tâm chi tiết gia công phải điều chỉnh các phím đầu chìm 3. Kết cấu ông điều chỉnh này như hình 2.3. _Trong sản xuất hang loạt nhỏ, mặt trụ ngoài của trụ được gia công trên máy tiên thong thường có trang bị các thiết bị chép hình thủy lực. Thời gian gia công từng chi tiết trên máy tiện có trang bị bàn dao chép hình thủy lực rút ngắn từ 2,5 – 3 lần so với khi gia công trên máy tiện thường, thời gian chuẩn bị và kết thúc cũng nhỏ. _ Trong sản xuất hàng loạt lớn va hàng khối, việc gia công các mặt trụ của trục được tiến hành trên máy bán tự động một trục nhiều dao, hoặc nhiều trục nhiều dao. Sơ đồ gia công trục bậc trên máy bán tự động 1A730 (của Liên Xô cũ) được trình bày như hình 2.4