Trục chính xác, then hoa và trục bánh răng
Trục truyền động, trục then hoa và trục bánh răng được gia công và mài theo bản vẽ — tiện-phay một lần gá, mài tròn ngoài, then hoa thân khai và then hoa cạnh thẳng theo DIN 5480.
Một trục đồng thời mang ba yếu tố: mô-men xoắn, vị trí và mối lắp ghép. Bánh răng ngồi trên trục, ổ trục giữ trục, then hoa hoặc rãnh then dẫn động trục. Lắp ghép sai thì ổ trục hỏng sớm; đồng tâm sai thì bánh răng ra khỏi vùng ăn khớp; then hoa sai thì mối nối rung lỏng dưới tải đảo chiều.
PinyiGear gia công trục và then hoa theo bản vẽ, bao gồm cả trục bánh răng nơi bánh răng và trục là một khối liền. Trang này trình bày những gì chúng tôi chế tạo, cách xử lý then hoa và bệ ổ trục, và những gì một bản vẽ cần thể hiện.
Những gì chúng tôi chế tạo
- Trục bánh răng — trục và bánh răng được cắt từ một phôi, nên độ đảo giữa răng và bệ ổ trục được gia công chứ không phải lắp ráp
- Trục truyền động cho hộp số và hộp giảm tốc
- Trục ra động cơ có rãnh then hoặc then hoa
- Trục then hoa — then hoa thân thẳng, thân thân khai hoặc răng khía
- Trục chính và trục cho thiết bị đo lường chính xác
- Trục sửa chữa và thay thế cho thiết bị mà phụ tùng gốc không còn sẵn có
Tại sao một lần gá quan trọng
Mỗi lần trục được kẹp lại, một nguồn sai số mới xâm nhập vào chi tiết. Gia công bệ ổ trục, bệ bánh răng và then hoa trong một lần gá giữ chúng tham chiếu về một trục duy nhất, và đó chính là điều mà độ đồng tâm thực sự phụ thuộc vào.
Khi trục dài hoặc các đặc điểm nằm ở cả hai đầu, một lần gá là không khả thi về mặt vật lý. Khi đó sơ đồ chuẩn phải được nêu rõ: cổ trục nào là chuẩn, giới hạn độ đảo giữa các đặc điểm là bao nhiêu, và chi tiết sẽ được gá như thế nào để mài. Một bản vẽ trục không có sơ đồ chuẩn sẽ để xưởng tự phát minh ra một sơ đồ, và hai nhà cung cấp sẽ phát minh ra hai sơ đồ khác nhau.
Then hoa
Loại then hoa quyết định đường truyền tải và mối lắp ghép.
| Loại | Phân bố tải | Phù hợp với |
|---|---|---|
| Then hoa thân thẳng | Tập trung tại góc sườn răng; dễ cắt | Truyền động thông dụng, mô-men xoắn vừa phải, chi tiết cần trượt tự do |
| Then hoa thân thân khai | Tải phân bố dọc theo sườn thân khai; khỏe hơn ở chân răng | Mô-men xoắn cao hơn, tải đảo chiều, truyền động máy công cụ |
| Răng khía | Nhiều răng nông, mô-men xoắn cao ở đường kính nhỏ | Khớp nối đường kính nhỏ, mối nối cố định |
Then hoa thân khai là lựa chọn mặc định khi mô-men xoắn đáng kể, vì hình học sườn răng mang tải trên dải rộng hơn và chân răng ít bị khía hơn so với then hoa thân thẳng. Tiêu chuẩn đang dùng: GB/T 3478 cho then hoa thân thẳng, DIN 5480 cho then hoa thân khai, và ANSI B92.1 khi bản vẽ của khách hàng yêu cầu.
Hai quy trình sản xuất:
- Phay hoặc phay lăn then hoa — cắt trước khi nhiệt luyện. Chính xác và kinh tế, nhưng sườn răng dịch chuyển theo biến dạng trong quá trình tôi.
- Cán then hoa — tạo hình nguội, để lại dòng hạt thuận lợi và sườn răng nhẵn. Phù hợp với vật liệu mềm hơn và hình học cụ thể.
Đối với then hoa đã tôi, trình tự rất quan trọng. Cắt dư, tôi, rồi gia công tinh — hoặc cắt sau khi tôi bằng mài khi bản vẽ chấp nhận chi phí. Then hoa được cắt đến kích thước cuối cùng trước khi tôi và sau đó tôi mà không kiểm soát biến dạng là nguyên nhân thường gặp của mối nối không trượt được.
Bệ ổ trục và cổ trục
Bệ ổ trục là những đặc điểm quyết định tuổi thọ trục. Những gì cần có trên bản vẽ:
- Đường kính kèm cấp lắp ghép (h6 hoặc h7 thường dùng trên cổ trục)
- Độ tròn và độ trụ
- Độ nhám bề mặt — bề mặt tinh giữ màng dầu tốt hơn bề mặt thô
- Độ vuông góc của vai trục, vì ổ trục nghiêng trên vai bị xiên sẽ tải lên một hàng con lăn
- Độ đảo so với bệ ổ trục kia, đây là con số quyết định trục có quay đúng hay không
Mài là quy trình thông thường cho cổ trục đã tôi trong dung sai chặt; tiện là đủ khi mối lắp ghép thông dụng và tải nhẹ.
Vật liệu và nhiệt luyện
| Mác thép | Xử lý | Kết quả điển hình |
|---|---|---|
| 45# | Tôi và ram | HB 220–250 |
| 40Cr | Tôi và ram, tùy chọn tôi cảm ứng | HB 240–280; bề mặt cổ trục HRC 45–55 tôi cảm ứng |
| 42CrMo | Tôi và ram | Độ bền cao hơn cho tiết diện lớn hơn và tải va đập |
| 20CrMnTi | Thấm cacbon và tôi | Thấm cacbon cứng bề mặt nơi bề mặt chịu mài mòn trượt |
Tôi và ram HB 240–280 là trạng thái đa dụng; tôi cảm ứng HRC 45–55 xuất hiện khi cổ trục chạy trong bạc lót hoặc bề mặt chịu tải không có ổ trục. Biến dạng sau khi tôi phải được tính đến trước, không phải phát hiện sau.
Trình tự gia công
- Phôi — cưa, sau đó tiện đến đường kính thô với lượng dư gia công.
- Khử ứng suất cho trục dài hoặc mảnh, để biến dạng uốn xuất hiện trước khi gia công tinh.
- Gia công thô — tiện, phay rãnh then và mặt phẳng, cắt then hoa hoặc để lượng dư cho bước này.
- Nhiệt luyện theo bản vẽ.
- Gia công tinh — tiện hoặc mài cổ trục đến kích thước, mài sườn then hoa nếu có yêu cầu.
- Nguyên công phụ — ren, chuốt rãnh then, khoan và taro, vát mép.
- Kiểm tra — kích thước, độ đảo, kiểm tra bằng dưỡng then hoa, độ nhám bề mặt.
Trục mảnh là trường hợp khó: lực cắt làm chi tiết bị võng, nên trục bị đàn hồi trở lại sau khi dao đi qua. Gia công thô, sau đó gia công tinh với lát cắt nhỏ và luynet đỡ là cách giữ đường kính và độ thẳng trên trục dài.
Kiểm tra
- Đường kính và chiều dài — panme và máy đo tọa độ CMM
- Độ đảo và độ đồng tâm giữa các cổ trục, và giữa cổ trục với bánh răng hoặc then hoa
- Độ tròn và độ trụ trên bề mặt ổ lăn
- Kiểm tra then hoa — dưỡng hoặc đo bằng chốt qua kích thước tương ứng, theo tiêu chuẩn trên bản vẽ
- Độ nhám bề mặt trên cổ trục và bề mặt làm kín
- Độ cứng tại các vị trí có yêu cầu nhiệt luyện
- Độ thẳng trên trục dài
Đối với trục bánh răng, kế hoạch kiểm tra bao gồm cả phần trục và phần răng, do đó độ đảo giữa răng và bệ ổ lăn được báo cáo thay vì giả định.
Đóng gói
Trục dễ hư hỏng khi không được đỡ: trục dài trong thùng gỗ bị uốn dưới trọng lượng bản thân, và then hoa hoặc cổ trục đã gia công tinh bị móp khi va vào vật cứng. Chi tiết được đóng gói với bảo vệ cổ trục, đỡ dọc theo chiều dài, và phân cách để các bề mặt đã gia công tinh không chạm vào nhau.
Thông tin cần gửi
- Bản vẽ trục (PDF, DXF, STEP, DWG, IGES) với chuẩn datum, lắp ghép, độ đảo và độ nhám bề mặt
- Quy cách then hoa — loại và tiêu chuẩn, hoặc bản vẽ mayơ lắp ghép
- Vật liệu và nhiệt luyện, hoặc điều kiện làm việc nếu các thông số này chưa xác định
- Chi tiết rãnh then hoặc ren, nếu chưa có trên bản vẽ
- Số lượng, và chi tiết là mẫu thử, lô đầu tiên hay sản xuất lặp lại
Câu hỏi thường gặp
Có thể chế tạo bánh răng và trục thành một chi tiết không? Có, và đây thường là lựa chọn tốt hơn. Chi tiết liền khối loại bỏ mối lắp ghép giữa bánh răng và trục cùng độ đảo do mối ghép then hoặc then hoa gây ra. Đánh đổi là phôi lớn hơn và răng phải được cắt sau khi trục đã gia công xong.
Làm theo tiêu chuẩn then hoa nào? GB/T 3478 cho then hoa thân thẳng, DIN 5480 cho then hoa thân thân khai, ANSI B92.1 khi bản vẽ chỉ định. Tiêu chuẩn phải được ghi rõ trên bản vẽ, vì cùng một kích thước danh nghĩa mang ý nghĩa khác nhau ở các tiêu chuẩn khác nhau.
Then hoa được cắt trước hay sau khi tôi cứng? Trước, trong hầu hết các trường hợp — với lượng dư cho biến dạng, hoặc có nguyên công gia công tinh sau đó. Then hoa đã tôi cứng cần trượt tự do đòi hỏi trình tự phải được quyết định ở giai đoạn bản vẽ, không phải tại xưởng.
Có thể giữ dung sai nào trên cổ trục? h6 và h7 là thông thường trên cổ trục mài. Có thể đạt dung sai chặt hơn trên các bề mặt ngắn khi mài, nhưng con số phải gắn với một bề mặt cụ thể và một phương pháp đo cụ thể.
Có cung cấp bộ trục và bánh răng lắp ghép theo cặp không? Có. Khi cả hai được chế tạo tại đây, mối lắp ghép và độ đảo được kiểm tra theo cặp thay vì từng chi tiết theo bản vẽ riêng của nó.