Đề bài:
- Lập quy trình công nghệ chế tạo trục chử thập các đăng.
- Thiết kế đồ gá: tiện mặt đầu và khoan 4 lổ tâm trục chử thập các đăng.
I. Giới thiệu cấu tạo của chi tiết gia công và điều kiện kỷ thuật chế tạo nó.
a). Giới thiệu cấu tạo của chi tiết gia công.
+Trục chữ thập cacđăng là một chi tiết có kích thớc trung bình thuộc hệ thống truyền
lực của ôtô. Nó nằm ở vị trí nối hai chạc chữ Y của khớp nối cacđăng, bốn đầu trục
chữ thập đợc nối vào bốn đầu của hai chạc chữ Y thông qua bốn ổ bi kim.
+Công dụng: Trục chữ thập cacđăng dùng để nối hai trục không cùng một đờng tâm
để truyền dẫn mô men từ động cơ đến cầu chủ động.
+Chức năng làm việc: Khi truyền mômen, trục chủ động dẫn động trục chữ thập,
trục chữ thập dẫn động trục bị động. Trong trờng hợp hai trục cùng quay không cùng
tâm, các ổ bi kim ở bốn đầu trục chữ thập cho phép chúng quay khá ổn định với nhau.
Khi hai trục quay không đồng tâm thì trục chữ thập bị dao động mạnh, chịu mài mòn,
chịu nhiệt độ cao và tải trọng thay đổi mạnh.
b). Điều kiện kỷ thuật chế tạo nó:
- Độ lệch của đờng tâm trục của các ngõng trong cùng một mặt phẳng không
lớn hơn 0,03 (mm).
- Độ ô van của các ngõng trục không lớn hơn 0,007 (mm) và độ bóng các
ngõng trục không thấp hơn 8 OGT 2789 59
- Bề mặt chi tiết phải nhẵn mịn không dạn nứt chân chim, độ đảo mặt đầu
ngõng trục trên đờng kính không lớn hơn 0,025 (mm).
II. Giới thiệu vật liệu chế tạo và chọn dạng phôi.
1). Giới thiệu vật liệu chế tạo:
Trục chữ thập đợc làm bằng vật liệu thép 18XT thấm xê mem tít sâu 0,8 ữ 1,3
(mm). Tôi đạt độ cứng 60 ữ 65 HRC.
1


2).chọn dạng phôi:
a).Dùng phôi rèn tự do:

+Phôi không chính xác khó khăn cho các bớc gia công tiếp theo.
+Đầu t ban đầu nhỏ.
+Năng suất thấp.
+Tay nghề thợ phải cao.
+Cơ tính tốt.
b).Dùng phôi thanh:
+Cơ tính kém.
+Lợng cắt gọt lớn.
+Tốn vật liệu.
c).Dùng phôi đúc trong khuôn kim loại:
+Đầu t ban đầu về máy, khuôn lớn.
+Năng suất cao.
+Tay nghề công nhân không cần cao.
+Kích thớc chính xác lợng d gia công giảm.
+Cơ tính kém.
d).Dùng phôi dập khuôn.
+Năng suất tơng đối cao.
+Tay nghề công nhân không cần cao.
+Đầu t ban đầu lớn cho chế tạo khuôn.
+Kích thớc tơng đối chính xác.
+Có thể thực hiện đợc trên máy vạn năng.
Kết luận: Với những đặc điểm của các phơng pháp vừa nêu, để phù hợp điều kiện sản
xuất Ta chọn phôi dập khuôn.
III. Tính lợng d gia công.

2


Lợng d gia công đợc xác định hợp lý về trị số và dung sai sẽ góp phần bảo đảm
hiệu quả kinh tế của quá trình công nghệ vì :

Lợng d quá lớn sẽ tốn nguyên vật liệu , tiêu hao lao động để gia công nhiều
đồng thời tốn năng lợng điện, dụng cụ cắt, vận chuyển nặng, dẫn đến giá
thành tăng.
Ngợc lại, lợng d quá nhỏ sẽ không đủ để hớt đi các sai lệch của phôi để biến
phôi thành chi tiết hoàn chỉnh.
Trong công nghệ chế tạo máy, ngời ta sử dụng hai phơng pháp sau đây để xác định
lợng d gia công:
- Phơng pháp thống kê kinh nghiệm.
- Phơng pháp tính toán phân tích.
Phơng pháp thống kê kinh nghiệm xác định lợng d gia công bằng kinh nghiệm. Nhợc điểm của phơng pháp này là không xét đến những điều kiện gia công cụ thể nên giá
trị lợng d thờng lớn hơn giá trị cần thiết.
Ngợc lại , phơng pháp tính toán phân tích dựa trên cơ sở phân tích các yếu tố tạo ra
lớp kim loại cần phải cắt gọt để tạo ra chi tiết hoàn chỉnh.
Trong bài tập này chỉ tính lợng d theo phơng pháp thống kê kinh nghiệm:
Tính lợng d cho bề mặt 26 0,01
Trình tự gia công mặt ngoài 26 0,01gồm các bớc sau:
- Tiện thô. Đạt độ bóng 4
- Tiện tinh. Đạt độ bóng 5
- Mài tinh. Đạt độ bóng 9
Tra lợng d ở sổ tay công nghệ chế tạo máy.
+ Lợng d cho tiện thô mặt 25 : 2Z=4,4 mm. (Tra bảng 4-1)
+Lợng d cho tiện tinh mặt 25 : 2Z=1mm.

(Tra bảng 4-1)

25 : 2Z=0,3 mm

(Tra bảng 4-5)

+Lợng d cho mài tinh


3


IV.Lập thứ tự các nguyên công.
a).Các bớc thực hiện và chọn phơng pháp gia công:
1.Khỏa mặt đầu - khoan tâm.
+Gia công trên máy tiện năng suất thấp. Nhng phù hợp với điều kiện sản
xuất ở nớc ta(chủ yếu là các máy vạn năng).
+Gia công khỏa mặt đầu trên máy phay và khoan tâm trên máy tiện Không
chính xác.
+Gia công trên máy chuyên dùng Chính xác và cho năng suất cao.
Vậy ta dùng máy tiện vạn năng 1K62.
Dao tiện ngoài đầu cong có góc = 450 gắn mảnh thép gió.
Mủi khoan lổ tâm chuyên dùng.
Sơ đồ gia công:

s

2.Tiện các mặt trụ.
Dùng máy tiện vạn năng: 1K62.
Dao tiện thẳng có góc = 450 gắn mảnh thép gió.

4


s

s


Sơ đồ gia công:
3.Khoan vát mép lổ.
Dùng máy khoan đứng 2A125.

Mủi khoan ruột gà chuôi trụ tròn.
Sơ đồ gia công:

n

4.Khoan lổ nghiêng ta rô ren.
Dùng máy khoan đứng 2A125.
Mủi khoan ruột gà chuôi trụ tròn.
Sơ đồ gia công:

5


n

5.Phay rảnh các mặt đầu.
Máy phay ngang.
Dao phay đĩa môđun
Sơ đồ gia công:

n

6.Mài tinh các mặt đầu.
Máy mài
Đá mài 2
Sơ đồ gia công:


6


7.Tiện tinh các cổ trục.
Dùng máy tiện vạn năng: 1K62.
Sơ đồ gia công:
Dao tiện thẳng có góc = 450 gắn mảnh thép gió.

s

8.Mài tinh các cổ trục.
Dùng máy mài tròn ngoài.
Đá mài 2
Sơ đồ gia công:

7


9.Kiểm tra.
Sơ đồ gia công:

Dùng các dụng cụ đo kiểm:
+Thớc cặp.
+Ban me.
+Đồng hồ xo.
VI.Tính chế độ cắt cho một nguyên công và tra cho các nguyên công còn lại.
a).Tính chế độ cắt cho nguyên công 3 (khoan lổ dầu):
= 7,4; chiều dài lổ L = 54 mm trên máy khoan đứng 2A125, công suất động
cơ Nm= 2,8kW.

Ta có:
Chiều sâu cắt:

t = D/2 = 7,4/2 = 3,7 mm.

Lợng chạy dao St = CS.D0,6.k1.k2.
ở đây: CS= 0,058; k1 = 1(khoan lổ đặc); k2= 0,85

8


Vậy: St = 0,058.7,40,6.1.0,85 = 0,174 mm/vòng.
Chọn theo máy ta có Sm= 0,17 mm/vòng.
Tốc độ cắt đợc tính nh sau:
Vt = (CvDZv.kv)/(Tm.Syv) m/phút.
ở đây Cv = 17,6; D = 7,4; zv= 0,25; yv= 0,55; T = 120 phút; m = 0,125;
S =Sb = 0,17 mm/vòng; kv = 917/HB1,3 = 917/ 1901,3. Thay vào công thức tính Vt,
Ta có:
17,6.7,4 0, 25.917
= 32,9 m/phút.
Vt=
120 0,125.0,17 0,55.1901,3

Số vòng quay của trục chính là:
nt =

1000.Vt 1000.32,9
=
= 1415,9 vòng/phút.
.D

3,14.7,4

Chọn theo máy nm= 1360 vòng/phút.
Do đó Vt =

3,14.7,4.1360
= 31,6 m/phút.
1000

Lực cắt Po đợc tính nh sau:
Po = Cp.Pzp.Syp.kp
Trong đó:
Cp= 62; zb=1; yp= 0,8; kp = 1.
Vậy Po= 62.7,4.0,170,8.1 = 96,3 kG.
Xác định mô men xoắn Mx
Mx= Cm.D2.SYmkm
Trong đó:
Cm= 23,6; ym= 0,8; km= 1.
Vậy mô men xoắn sẽ bằng:
Mx= 23,6.7,42.0,170,8.1 = 296 kG.mm
Công suất cắt đợc xác định nh sau:
Nc =

M x .nm
296.1360
=
= 0,419 kW
975.1000 975.1000

9



So sánh với công suất của máy:
Nc Nm. = 2,8.0,8 = 2,24
Nghĩa là: 0,419 2,24.
Vậy máy 2A125 đủ công suất để gia công lổ có đờng kính là 7,4 mm.
b).Tra chế độ cắt cho các nguyên công khác:
1. Nguyên công 1 (Tiện khoả mặt đầu và khoan tâm).
Máy tiện vạn năng 1K62.
+ Chế độ cắt khi tiện: Bảng 5-26; 5-29 sổ tay công nghệ chế tạo máy.
Chiều sâu cắt: t = 4 mm.
Lợng chạy dao: s = 0,4 mm/vòng.
Tốc độ cắt: v = 33 m/phút.
+ Chế độ cắt khi khoan tâm: Bảng 5-55 sổ tay công nghệ chế tạo máy
Chiều sâu cắt: t = 3 mm.
Lợng chạy dao: s = 0,04 mm/vòng.
Tốc độ cắt: v = 33 m/phút.
2. Nguyên công 2 (Tiện thô các mặt ngoài).
Máy tiện vạn năng 1K62.
+ Chế độ cắt khi tiện: Bảng 5-26; 5-29 sổ tay công nghệ chế tạo máy.
Chiều sâu cắt: t = 2,5 mm.
Lợng chạy dao: s = 0,6 mm/vòng.
Tốc độ cắt: v = 30 mm/phút.
3. Nguyên công 3 (Khoan lổ và vát mép lổ).
Máy khoan đứng 2A125.
+ Chế độ cắt khi khoan: Bảng 5-61; 5-59 sổ tay công nghệ chế tạo máy.
Chiều sâu cắt: t = 3,7 mm.
Lợng chạy dao: s = 0,174 mm/vòng.
Tốc độ cắt: v = 31,6 m/phút.
+ Chế độ cắt khi vát mép

10


Chiều sâu cắt: t = 2,3 mm.
Lợng chạy dao: s = 0,1 mm/vòng.
Tốc độ cắt: v = 23 m/phút.
4. Nguyên công 4 (Khoan lổ nghiêng và ta rô ren).
+ Chế độ cắt khi khoan: Bảng 5-61; 5-59 sổ tay công nghệ chế tạo máy.
Máy khoan đứng 2A125.
Chiều sâu cắt: t = 4 mm.
Lợng chạy dao: s = 0,174 mm/vòng.
Tốc độ cắt: v = 31,6 m/phút.
+ Chế độ cắt khi ta rô ren. Bảng 5-188 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2.
Tốc độ cắt V khi cắt ren bằng tarô máy thép gió bằng dung dịch trơn nguội.
Bớc ren: P = 1,5 mm.
Tốc độ cắt: v = 10 m/phút.
5. Nguyên công 5 (Phay rảnh mặt đầu).
+ Chế độ cắt khi phay: Bảng 5-150; 5-150 sổ tay công nghệ chế tạo máy.
Máy phay ngang.
Chiều sâu cắt: t = 4 mm.
Lợng chạy dao: s = 0,08 mm/răng.
Tốc độ cắt: v = 49,5 m/phút.
6. Nguyên công 6 (Mài tinh mặt đầu).
+ Chế độ cắt khi mài bằng chu vi đá trên máy mài phẳng: Bảng 5-216 sổ tay công
nghệ chế tạo máy tập 2.
Chiều sâu cắt: t = 0,3 mm.
Lợng chạy dao: s = 0,64 mm/vòng.
Tốc độ cắt: n = 300 v/phút.
7. Nguyên công 7 (Tiện tinh các mặt ngoài).
Máy tiện vạn năng 1K62.

+ Chế độ cắt khi tiện: Bảng 5-26; 5-29 sổ tay công nghệ chế tạo máy.
11


Chiều sâu cắt: t = 0,3 mm.
Lợng chạy dao: s = 0,15 mm/vòng.
Tốc độ cắt: n = 560 v/phút.
8. Nguyên công 8 (Mài tinh các mặt ngoài).
Máy mài tròn ngoài tròn ngoài.
+ Chế độ cắt khi mài: Bảng 5-204 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2.
Chiều sâu cắt: t = 0,05 mm.
Lợng chạy dao: s = 2,07 mm/phút.
Tốc độ cắt: n = 300 vòng/phút.
9. Nguyên công 9 (Kiểm tra).
Thớc cặp
Bam me
Đồng hồ xo

12


Phần II: Thiết kế đồ gá
I.Yêu cầu kỹ thuật đối với đồ gá nói chung
+Đồ gá là một trong những trang bị công nghệ cần thiết trong quá trình gia công,
kiểm tra và lắp ráp sản phẩm cơ khí. Trong các loại đồ gá sử dụng thì đồ gá gia công
chiếm 80 ữ 90%.
+Đồ gá góp phần đảm bảo tính chất lắp lẫn của sản phẩm, nâng cao trình độ cơ khí
hoá và tự động hoá của quá trình sản xuất cơ khí.
+Đồ gá gia công là trang bị công nghệ nhằm xác định vị trí chính xác giữa phôi gia
công với dụng cụ gia công đồng thời giữ vị trí đó ổn định trong khi gia công.

+Đồ gá gia công tạo điều kiện mở rộng khả năng làm việc của máy công cụ, giảm
thời gian phục vụ vì gá đặt phôi nhanh gọn giảm thời gian máy vì có thể gá đặt nhiều
phôi để gia công đồng thời, góp phần hạ giá thành sản phẩm giảm chi phí về lơng cho
thợ vì không cần bậc thợ cao, đảm bảo tính chủ động của nguyên công đối với chất lợng gia công (không phụ thuộc vào trình độ và kinh nghiệm chuyên môn của thợ),
đồng thời giảm nhẹ sức lao động khi gá đặt phôi gia công (đảm bảo thao tác an toàn
và có khả năng tăng năng suất)
+Đồ gá gia công có hai loại: đồ gá vạn năng và chuyên dùng
+Để thoả mãn đợc các điều trên thì khi thiết kế đồ gá phải thoả mãn những yêu cầu
kỹ thuật sau:
- Đảm bảo cho phơng án kết cấu đồ gá hợp lý về mặt kỹ thuật và kinh tế, sử
dụng các kết cấu tiêu chuẩn, đảm bảo điều kiện sử dụng tối u nhằm đạt đợc
chất lợng nguyên công một cách kinh tế nhất trên cơ sở kết cấu và tính năng
của máy công cụ sẽ lắp đồ gá
- Đảm bảo yêu cầu về an toàn kỹ thuật, đặc biệt là điều kiện thao tác và thoát
phoi khi sử dụng đồ gá
- Tận dụng các loại kết cấu đã đợc tiêu chuẩn hóa
- Đảm bảo lắp giáp và điều chỉnh đồ gá trên máy thuận tiện

13


- Đảm bảo kết cấu phù hợp với khả năng chế tạo và lắp ráp thực tế của cơ sở
sản xuất
II. Phân tích nguyên công cần thiết kế đồ gá
1. Phân tích sơ đồ gá đặt và yêu cầu kỹ thuật của nguyên công
- Kiểm tra các bề mặt chuẩn định vị về độ chính xác và độ nhám bề mặt, xác
định kích thớc, hình dáng số lợng và vị trí của cơ cấu định vị phôi trên đồ gá.
Sơ đồ gá đặt phôi ứng với từng nguyên công cắt gọt đợc xây dựng khi thiết kế
quy trình công nghệ gia công chi tiết máy trên đó xác định rõ số bậc tự do
chuyển động cần phải hạn chế. Các bề mặt dùng làm chuẩn định vị, các

chuyển động cắt cần thiết, hớng tác dụng của lực kẹp, các kích thớc
- Xác định lực cắt mô men cắt
- Tính lực kẹp chặt
- Chọn cơ cấu kẹp chặt phôi
- Xác định kết cấu của các bộ phận khác trên đồ gá
- Chọn cơ cấu dẫn hớng và kiểm tra định vị trí của dụng cụ cắt
- Chọn cơ cấu phân độ
- Chọn cơ cấu định vị đồ gá trên máy
- Chọn thân đồ gá
- Xác định sai số chế tạo đồ gá
- Xây dựng bản vẽ lắp chung đồ gá

2. Yêu cầu cụ thể đối với đồ gá tiện và khoan tâm:
Phôi chuyển động quay, đồ gá nối với trục chính của máy tiện thông qua lổ côn của
trục chính.
Kết cấu cụ thể của đồ gá nh sau: đồ gá nối với trục chính của máy gồm cơ cấu định
vị phôi, cơ cấu kẹp chặt phôi, thân gá, bộ phận lắp với máy tiện.

14


Chọn bề mặt chuẩn để định vị chi tiết trục chữ thập là mặt trụ ngoài các ngõng
trục.
Để gia công tiện mặt đầu trục chữ thập ta cần định vị 6 bậc tự do
Lu ý khi định vị, gia công ta cần làm cho trục chữ thập phải đúng tâm tránh có sự lệch
tâm giữa các cổ trục, biến dạng các cổ trục vì các cổ trục đòi hỏi độ chính xác cao
Yêu cầu kỹ thuật đối với nguyên công thiết kế đồ gá phải đảm bảo yêu cầu gia
công, nguyên lý đúng, nâng cao năng suất lao động, hạ giá thành sản phẩm, an toàn.
Dễ sử dụng bảo quản, kết cấu đơn giản, có tính công nghệ cao
III. Thiết kế và tính toán đồ gá

a)

Phơng pháp gá lắp

- Định vị chi tiết trục chữ thập bằng 3 khối chữ V ngắn khống chế 6 bậc tự do.
- Nguyên lý làm việc của đồ gá:
+ Thân đồ gá nối với trục chính của máy tiện. Đặt trục chữ thập lên 3 khối V, đậy nắp
khối V lại và dùng đai ốc xiêt chặt tạo lực kẹp chặt trục chữ thập. Sau khi gia công
xong tháo đai ốc mở nắp khối nhấc trục chữ thập ra.
b) Tính lực kẹp chặt
15


n
q
n

w

Theo công thức tính lực kẹp chặt khi chi tiết đợc định vị trên khối V:
Q=

K .M


1
f .R1 +
sin



2








Trong đó: Q: Lực kẹp chặt.
M: Mô men cắt. M = Pz.R
Pz: Lực cắt. Pz= 400kG (Tra bảng)
R: Bán kính chi tiết. R = 25/2 = 12,5 (mm)
f: Hệ số ma sát. f = 0,18
K: Hệ số an toàn. K = 2,25
= 900
Q=

K .M


1
f .R1 +
sin


2









=

2,25.400
1

0,181 +

sin 45 = 2928,9 kG

Lấy phơng trình cân bằng mô men quanh chốt trụ ta có;
W=

1
Q = 1464,45 kG
2

Với W là lực xiết của bu lông.

16


Vậy lực xiết chặt trên mổi bu lông là: W0= W/2 = 732,2 kG
c) Tính đờng kính bu lông:
Đờng kính ren trung bình của bu lông kẹp chặt có thể xác định theo công thức
d=C


W0
732,2
=1,4
= 14 (mm)

8

Chọn: = 8 kG/mm2
Mô men xiết bu lông đợc xác định theo công thức:
M = 0,1.d.W = 0,1.14. 732,2= 1025 kG.mm

17