Trụ dài là một dạng chi tiết cơ khí có hình trụ với tỷ lệ chiều dài lớn hơn nhiều lần so với đường kính, yêu cầu độ thẳng, độ đồng tâm và độ chính xác cực cao trong quá trình gia công. Các trụ dài thường xuất hiện trong những bộ phận máy móc cần khả năng chịu lực xoắn, lực uốn hoặc yêu cầu truyền động ổn định trên khoảng cách lớn như trục truyền động, thanh dẫn hướng, trục vít tải, trục cán trong các ngành công nghiệp nặng, sản xuất máy móc và thiết bị tự động hóa. Gia công trụ dài đòi hỏi máy móc chuyên dụng, kỹ thuật gá đặt chính xác và quy trình kiểm soát nghiêm ngặt để đảm bảo trụ không bị cong vênh, sai lệch kích thước trong suốt chiều dài sản phẩm, đáp ứng yêu cầu khắt khe của các hệ thống vận hành liên tục và tải trọng cao.

Ứng dụng của trụ dài

• Trục truyền động dài trong máy móc công nghiệp, ô tô, tàu thủy, máy nén khí.
• Thanh dẫn hướng trong hệ thống máy CNC, máy ép thủy lực, máy in công nghiệp.
• Trục vít tải trong băng tải vận chuyển nguyên liệu, máy đóng gói thực phẩm.
• Trục cán trong nhà máy cán thép, cán nhựa, cán giấy.
• Trụ lắp ráp trong các hệ thống thiết bị cơ khí chính xác, robot công nghiệp.
• Các bộ phận quay trong thiết bị khai thác mỏ, dầu khí, xi măng, hóa chất.

Yêu cầu kỹ thuật đối với chi tiết dạng trục

   Chi tiết dạng trục là một trong những thành phần quan trọng trong cơ khí và chế tạo máy. Để đảm bảo hoạt động hiệu quả và bền bỉ, các chi tiết này cần đáp ứng nhiều yêu cầu kỹ thuật khác nhau. Dưới đây là các yêu cầu chính liên quan đến kích thước và dung sai, độ chính xác hình dáng, độ nhám bề mặt, và tính chất cơ lý của chi tiết dạng trục.

Kích thước và dung sai

   Kích thước danh nghĩa: Kích thước danh nghĩa của chi tiết dạng trục được ghi trên bản vẽ kỹ thuật và là cơ sở để tính toán các sai lệch kích thước. Ví dụ, đường kính các cổ lắp ghép thường yêu cầu đạt độ chính xác cấp 7 đến 8.

   Dung sai: Dung sai cho phép các sai lệch trong kích thước của chi tiết. Đối với chi tiết dạng trục, dung sai đường kính cổ trục có thể nằm trong khoảng từ 0.25 mm đến 0.5 mm. Điều này giúp đảm bảo rằng các chi tiết có thể lắp ghép chính xác với nhau mà không gây ra sự cố trong quá trình hoạt động.

   Độ chính xác vị trí: Yêu cầu về độ chính xác vị trí giữa các bề mặt cũng rất quan trọng. Ví dụ, sai lệch của cổ trục ren so với tâm chung của trục cho phép trong giới hạn 0.05 đến 0.1 mm.

Độ chính xác hình dáng

   Hình dạng hình học: Đối với chi tiết dạng trục, độ chính xác hình dáng hình học như độ côn, độ ô van cần được kiểm soát chặt chẽ. Độ không đối xứng của các rãnh hoặc bề mặt cần đảm bảo không quá 0.03 mm trên 100 mm chiều dài.

   Độ vuông góc: Độ vuông góc giữa các bề mặt cũng là một yếu tố quan trọng, không được vượt quá 0.05 mm trên 100 mm chiều dài. Điều này đảm bảo rằng các bề mặt của chi tiết có thể tương tác chính xác với các chi tiết khác trong hệ thống.

Độ nhám bề mặt

   Yêu cầu về độ nhám: Độ nhám bề mặt của chi tiết dạng trục ảnh hưởng lớn đến khả năng làm việc và tuổi thọ của chi tiết. Bề mặt ngõng trục cần đạt độ nhám Rz = 40, trong khi các bề mặt còn lại yêu cầu độ nhám Rz = 2.5.

   Bề mặt ren: Bề mặt ren cũng cần được gia công đạt độ chính xác cao, thông thường yêu cầu đạt độ chính xác cấp 7 đến 8. Độ nhám của bề mặt ren ảnh hưởng đến khả năng lắp ghép và độ bền của chi tiết khi hoạt động.

Tính chất cơ lý

   Độ cứng: Tính chất cơ lý của chi tiết dạng trục rất quan trọng, đặc biệt là độ cứng sau quá trình nhiệt luyện. Độ cứng cần đạt từ 45 đến 50 HRC để đảm bảo chi tiết có khả năng chịu tải tốt trong quá trình làm việc.

   Tính bền: Chi tiết dạng trục cần có khả năng chịu lực và mài mòn cao. Vật liệu được chọn cho chi tiết thường là thép hợp kim hoặc thép cacbon, có tính chất cơ lý tốt để đáp ứng yêu cầu làm việc.

   Tính công nghệ: Các bề mặt của trục cần được thiết kế sao cho có thể gia công dễ dàng và hiệu quả. Điều này bao gồm việc lựa chọn phương pháp gia công phù hợp và đảm bảo rằng chi tiết có độ cứng vững cần thiết trong quá trình hoạt động.

Các loại trụ dài phổ biến

Trục gia công có nhiều loại, mỗi loại có khả năng chịu tải, tốc độ quay và công dụng khác nhau. Các loại trục phổ biến và công dụng của chúng bao gồm:

Trục rỗng

Trục rỗng thường có một lỗ hoặc khoảng trống ở giữa, cho phép chất lỏng, dây và các thành phần khác đi qua. Chúng thường có trọng lượng thấp trái ngược với trục đặc có kích thước tương tự. Trục rỗng được áp dụng trong xe đua và máy bay để giảm trọng lượng. Ngoài ra, chúng cũng được áp dụng cho hệ thống băng tải, máy bơm và thiết bị y tế.

Trục ren

Các trục gia công này có ren trong hoặc ren ngoài được cắt vào, khớp với ren trên một bộ phận tương ứng như đai ốc. Dạng kết nối này thường được tìm thấy trong các ứng dụng đòi hỏi phải gắn hoặc tháo rời thường xuyên, như công việc điện hoặc hệ thống ống nước. Trục ren cũng được sử dụng trong trục chính ren, vít me và cơ cấu buộc chặt.

Trục có khóa

Trục có khóa là loại trục gia công có rãnh khóa cắt vào để cố định các thành phần như bánh răng, ròng rọc hoặc bánh răng. Các rãnh khóa gia công có cùng chiều rộng với một chìa khóa. Do đó, rãnh khóa chứa chìa khóa, khớp với các răng tương ứng của thành phần khác để ngăn không cho nó quay độc lập hoặc trượt. Trục có khóa lý tưởng để duy trì kết nối trong các ứng dụng mô-men xoắn cao như động cơ và máy bơm.

Trục có khía

Các trục gia công khía này có các rãnh dọc hoặc khía cắt vào chúng dọc theo chiều dài của chúng, khớp với các khía phù hợp được gia công vào một thành phần tương ứng như ròng rọc hoặc bánh răng. Đây là một dạng kết nối mạnh mẽ, cho phép truyền lực liền mạch vì không có chuyển động tương đối nào xảy ra giữa hai bộ phận. Chúng thường được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi định vị chính xác hoặc truyền mô-men xoắn, như hộp số ô tô hoặc khớp nối bánh răng.

Trục côn

Trục côn có đường kính giảm dần theo chiều dài. Trục côn thường được sử dụng trong các ứng dụng mà các thành phần như trục bánh xe ô tô, ròng rọc hoặc bánh răng phải được lắp chắc chắn.

Các phương pháp gia công được sử dụng

Trong quy trình gia công chi tiết dạng trục, có nhiều phương pháp khác nhau được sử dụng, bao gồm:

• Phay: Phay là phương pháp gia công sử dụng dao phay để loại bỏ vật liệu. Phương pháp này thường được sử dụng để gia công các bề mặt phẳng hoặc các rãnh trên chi tiết.
• Tiện: Tiện là phương pháp gia công chủ yếu cho các chi tiết dạng trục. Dao tiện sẽ quay quanh phôi để cắt bỏ vật liệu, tạo ra hình dạng tròn và các bậc khác nhau.
• Mài: Mài là phương pháp gia công cuối cùng để đạt được độ chính xác cao và bề mặt mịn màng. Mài thường được sử dụng để hoàn thiện các chi tiết có yêu cầu cao về độ nhẵn và độ chính xác.

Mỗi phương pháp gia công có ưu điểm và nhược điểm riêng, và việc lựa chọn phương pháp phù hợp sẽ phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của từng chi tiết dạng trục.

Kỹ thuật sử dụng trong sản xuất trục chính xác

Các nhà sản xuất thường sử dụng nhiều kỹ thuật khác nhau trong gia công trục chính xác để đạt được dung sai và bề mặt hoàn thiện mong muốn. Sau đây là các quy trình sản xuất trục phổ biến.

Tiện CNC

Quá trình này lý tưởng để gia công các bộ phận tiện hình trụ như trục chính xác. Máy CNC quay trục được gắn vào mâm cặp trong khi dụng cụ cắt loại bỏ vật liệu thừa khỏi bề mặt của trục. Tiện CNC cung cấp đường kính và độ hoàn thiện bề mặt cần thiết cho trục gia công. Quan trọng hơn, tiện CNC là lựa chọn phù hợp cho các tình huống sản xuất khối lượng lớn khi bạn cần sản xuất nhiều trục nhanh chóng.

Phay CNC

Phay là một kỹ thuật hiệu quả để cắt phôi bằng dao cắt quay để chế tạo các đặc điểm như rãnh, mặt phẳng và rãnh then trên bề mặt của trục chính xác. Quá trình này bao gồm việc cắt trục cố định thành các hình dạng và kích thước mong muốn bằng các công cụ đa điểm quay.

Mài CNC

Mài CNC chính xác là một kỹ thuật gia công sử dụng bánh mài quay để làm mịn bề mặt của trục gia công, đảm bảo trục đáp ứng các kích thước và dung sai mong muốn. Quy trình này hoạt động tương tự như gia công CNC, mặc dù không sử dụng dụng cụ cắt. Ở đây, bánh mài quay sẽ tiếp xúc với bề mặt của trục để định hình trục.

Khoan CNC

Quy trình khoan CNC giúp gia công các lỗ và rãnh trên các trục chính xác, cho phép các bánh răng gắn vào trục. Kỹ thuật này tạo ra các rãnh có đường kính và độ sâu khác nhau, cho phép trục gia công hoạt động như mong đợi. Khoan không tốn kém và đơn giản hơn các kỹ thuật khác.

EDM (Gia công bằng tia lửa điện)

Gia công bằng tia lửa điện là một kỹ thuật hỗ trợ để gia công trục chính xác. Nó sử dụng điện để cắt phôi bằng cách làm bay hơi phôi. EDM được sử dụng để cắt các chi tiết nhỏ từ vật liệu kim loại. Hơn nữa, EDM là một kỹ thuật hiệu quả để chế tạo các chi tiết phức tạp trong trục gia công rắn.

Có những vật liệu nào để gia công các bộ phận trục?

Nhiều loại vật liệu khác nhau phù hợp để gia công trục chính xác cho các ứng dụng khác nhau. Những vật liệu này phải thể hiện độ bền vượt trội và độ bền bền bỉ để chịu được các yêu cầu của ứng dụng dự định. Các loại vật liệu tương thích phổ biến bao gồm:

Nhôm

Nhôm là vật liệu nhẹ và chống ăn mòn. Nó thể hiện khả năng gia công tuyệt vời, khiến nó trở thành lựa chọn cho nhiều ứng dụng khác nhau mà trọng lượng là yếu tố quan trọng. Nhôm là vật liệu phù hợp với bạn nếu ứng dụng dự định yêu cầu trục gia công nhẹ.

Thép không gỉ

Thép không gỉ là kim loại đáng tin cậy để chế tạo trục chính xác. Các kỹ sư sản phẩm thường sử dụng thép không gỉ khi khả năng chống ăn mòn là yếu tố quan trọng. Ví dụ, thép không gỉ cấp 304 và 316 có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời. Do đó, chúng được sử dụng nhiều trong các ứng dụng tiếp xúc nhiều với nước hoặc các yếu tố ăn mòn, chẳng hạn như nhà máy xử lý hóa chất hoặc môi trường biển.

Thép Cacbon

Thép cacbon có độ bền kéo và khả năng gia công tuyệt vời. Nó có thể chịu được quá trình xử lý nhiệt để tăng độ cứng. Do đó, nó là vật liệu được sử dụng rộng rãi trong gia công trục. Cấp 1045 là ví dụ điển hình về vật liệu thép cacbon có độ bền vừa phải phù hợp cho các ứng dụng như trục bơm hoặc trục động cơ.

Titan

Titan là lựa chọn phổ biến để gia công trục chính xác cho các ứng dụng hiệu suất cao do tỷ lệ độ bền trên trọng lượng cao và khả năng chống ăn mòn vượt trội. Ngành hàng không vũ trụ thường sử dụng titan cho trục chính xác do các đặc tính của nó.

Thép hợp kim

Nó cung cấp độ bền và độ dẻo dai cao cần thiết trong các trục gia công chính xác. Thép hợp kim 4140 hoặc 4340 là hợp kim thông thường được sử dụng để chế tạo trục chính xác cho các ứng dụng hạng nặng như máy móc hoặc động cơ công nghiệp lớn.

Hợp kim Niken

Hợp kim niken lý tưởng để gia công trục cho các ứng dụng đòi hỏi cao. Nó có khả năng chống ăn mòn đáng kể và độ bền nhiệt độ cao tuyệt vời. Inconel là một ví dụ điển hình về hợp kim niken phù hợp cho trục chính xác trong tua bin hoặc các ứng dụng nhiệt độ cao khác.

Tùy chọn hoàn thiện bề mặt cho trục gia công tùy chỉnh

Tùy thuộc vào mục đích sử dụng trục tùy chỉnh, bề mặt hoàn thiện có thể nâng cao hiệu suất, độ bền, độ cứng, khả năng chống ăn mòn và chống mài mòn.

Thụ động hóa

Thụ động hóa trục tùy chỉnh giúp tăng cường bề mặt của trục thép không gỉ. Nó bao gồm việc làm sạch bề mặt của trục gia công bằng dung dịch axit loại bỏ các hợp chất sắt tự do và các chất gây ô nhiễm khác. Kết quả là, một lớp oxit thụ động hình thành trên bề mặt trục, giúp trục chống lại các yếu tố ăn mòn tốt hơn.

Quy trình tiện trụ ngoài

Thiết kế và lập trình

Bước đầu tiên trong việc chế tạo trục gia công tùy chỉnh là thiết kế và lập trình. Bạn phải xác định vật liệu trục, đường kính và thông số kỹ thuật chiều dài. Sau đó, bạn sẽ tạo tệp CAD (thiết kế hỗ trợ máy tính) cho trục gia công tùy chỉnh của mình bằng phần mềm CAD.

Sau đó, tạo đường chạy dao cho máy CNC theo yêu cầu của các bộ phận trục bằng cách sử dụng gói phần mềm sản xuất hỗ trợ máy tính (CAM). Để đạt được điều này, bạn nên phát triển một chương trình CNC (một tập hợp các hướng dẫn có thể đọc được bằng máy được gọi là mã G) bằng cách sử dụng phần mềm CAM. Sau đó, bạn sẽ tải nó vào bộ điều khiển máy CNC để hướng dẫn quá trình gia công.

Quy trình gia công trục

Tốt hơn là sử dụng máy CNC để cắt trục tùy chỉnh theo thông số kỹ thuật mong muốn. Người thợ máy thường sử dụng phương pháp tiện CNC do tính linh hoạt và độ chính xác cao trong gia công các thành phần hình trụ như trục tùy chỉnh. Nó làm quay trục hình trụ khi máy cắt loại bỏ vật liệu. Tuy nhiên, cần theo dõi các giai đoạn gia công và kiểm tra các trục đã gia công để đảm bảo chất lượng.

Khi thiết lập máy CNC để sản xuất trục, bạn phải chọn loại máy phù hợp, chẳng hạn như máy phay hoặc máy tiện. Sau đó, chuẩn bị phôi và chọn đúng công cụ cắt, như máy phay đầu hoặc dụng cụ tiện. Ngoài ra, đảm bảo phôi được cố định chắc chắn bằng đồ gá phù hợp và sử dụng các công cụ cắt sắc bén.

• Bước 1: Chuẩn bị phôi và kiểm tra vật liệu
  
  Chọn đúng loại phôi theo yêu cầu bản vẽ kỹ thuật, kiểm tra chất lượng phôi trước khi gia công.

• Bước 2: Gá đặt phôi trên máy tiện chuyên dụng
  
  Dùng mâm cặp hoặc chống tâm hai đầu, căn chỉnh đồng tâm kỹ lưỡng để đảm bảo độ thẳng và độ chính xác khi tiện.

• Bước 3: Tiện thô bề mặt trụ
  
  Tiến hành tiện thô với tốc độ phù hợp để loại bỏ lượng dư vật liệu lớn, tạo hình ban đầu cho trụ dài.

• Bước 4: Tiện tinh bề mặt trụ
  
  Dùng dao tiện tinh để đạt được kích thước chính xác, bề mặt trơn nhẵn và đúng tiêu chuẩn độ nhẵn Ra yêu cầu.

• Bước 5: Gia công các chi tiết phụ
  
  Tiện thêm các phần then hoa, rãnh, vát mép, hoặc tiện ren ngoài theo yêu cầu thiết kế.

• Bước 6: Kiểm tra kích thước và chất lượng
  
  Đo kiểm kỹ lưỡng đường kính, chiều dài, độ thẳng, độ đồng tâm bằng thước đo chuyên dụng, đồng hồ so, hoặc máy đo 3D.

• Bước 7: Hoàn thiện bề mặt và xử lý sau gia công
  
  Thực hiện các bước xử lý bề mặt như mài bóng, sơn phủ chống gỉ nếu cần, đảm bảo sản phẩm hoàn thiện đạt yêu cầu sử dụng.

Hoàn thiện bề mặt 

Có nhiều loại hoàn thiện bề mặt tương thích để lựa chọn sau khi sản xuất trục tùy chỉnh của bạn. Các lớp hoàn thiện bề mặt này phù hợp để cải thiện chức năng và hình thức vật lý của trục gia công, đảm bảo chúng phù hợp với các yêu cầu của ứng dụng dự định. Phun bi, anot hóa và thụ động hóa là những ví dụ điển hình về hoàn thiện bề mặt tương thích cho trục tùy chỉnh

Lý do chọn dịch vụ gia công tiện trụ dài tại Cơ khí TNT Tech

• Chuyên gia gia công trụ dài độ chính xác cao: TNT Tech có nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực gia công cơ khí chính xác, đặc biệt là các sản phẩm tiện trụ dài đòi hỏi độ thẳng, độ đồng tâm và độ nhẵn bề mặt cao.

• Hệ thống máy tiện chuyên dụng cho trụ dài: Sở hữu máy tiện CNC và máy tiện cơ truyền thống chuyên phục vụ tiện các chi tiết có chiều dài lớn, đảm bảo chất lượng bề mặt và kích thước đúng yêu cầu bản vẽ.

• Khả năng tiện các chi tiết siêu dài, siêu lớn: TNT Tech nhận gia công các loại trụ dài đến vài mét, đường kính lớn nhỏ khác nhau, phục vụ đa dạng ngành nghề như cơ khí chế tạo máy, thiết bị công trình, thiết bị dầu khí, thủy điện.

• Độ chính xác cao tuyệt đối: Cam kết dung sai kích thước, độ thẳng, độ tròn và độ đồng tâm đạt chuẩn, hạn chế tối đa độ võng và sai lệch trên toàn chiều dài chi tiết.

• Quy trình gia công chuyên nghiệp, kiểm soát chặt chẽ: Từ chọn phôi, gá đặt, căn chỉnh, tiện thô – tiện tinh đến kiểm tra nghiệm thu đều tuân thủ quy trình nội bộ khắt khe, đạt tiêu chuẩn ISO.

• Tiến độ sản xuất nhanh chóng: Tối ưu thời gian gia công và giao hàng đúng hẹn nhờ quy trình vận hành khoa học và máy móc thiết bị hiện đại.

• Chính sách bảo hành và hậu mãi uy tín: Bảo hành sản phẩm trong suốt thời gian vận hành ban đầu, hỗ trợ khắc phục nhanh nếu phát sinh lỗi kỹ thuật.

• Đội ngũ kỹ thuật viên tay nghề cao: Các thợ tiện lâu năm và kỹ sư cơ khí trình độ cao của TNT Tech luôn đảm bảo từng sản phẩm đạt yêu cầu kỹ thuật khắt khe nhất.

• Giá cả hợp lý – Tối ưu chi phí: TNT Tech cam kết báo giá cạnh tranh, tối ưu chi phí sản xuất, hỗ trợ tư vấn vật liệu và công nghệ để tiết kiệm cho khách hàng.