TIỂU LUẬN CUỐI kì kỹ THUẬT CHẾ tạo

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH HCMUTE TIỂU LUẬN CUỐI KÌ KỸ THUẬT CHẾ TẠO Lớp: KTCT-05CLC Nhóm: Giáo viên giảng dạy: ThS Trần Ngọc Thiện TP.HCM, 06/2021 MỤC LỤC DANH SÁCH THÀNH VIÊN CỦA NHÓM HỌ VÀ TÊN Nguyễn Trọng Đại Trần Triệu Vĩ MSSV 1914614 1914630 TRÁCH NHIỆM CÔNG VIỆC ĐƯỢC - Trưởng nhóm Thành viên - GIAO ĐÁNH GIÁ* TĨM TẮT VỀ MƠN HỌC • Viết tóm tắt nhằm mơ tả q trình thực tiểu luận từ khâu Chuẩn bị phôi (Đúc) đến Gia công cuối hồn thiện sản phẩm • Kết đạt nhóm gì?” Mơn học cung cấp kiến thức kỹ thuật sở kỹ thuật khí từ giai đoạn đầu đến cuối q trình chế tạo chi tiết Môn học trang bị cho sinh viên kỹ thuật không chuyên công nghệ chế tạo máy có khả tính tốn, thiết kế quy trình cơng nghệ chế tạo khí nhằm đáp ứng yêu cầu kỹ thuật kinh tế Môn học bao gồm nội dung: + Lựa chọn vật liệu + Phương pháp tạo phơi + Quy trình gia công + Kiểm tra đánh giá sản phẩm + Tạo mẫu nhanh Mơn học giúp người học có kiến thức kỹ để chọn lựa phương án vật liệu, chế tạo phôi gia công tối phù hợp vào thức tế sản xuất khí Với kiến thức tiếp thu thông qua nội dung bên học , nhóm thực tiểu luận Nghiên cứu chế tạo quay Spinner phương pháp đúc khuôn cát Để hồn thành tiểu luận này, nhóm tiếp thu nghiên cứu qua nội dung : - Đầu tiên , thơng qua mơn học nhóm tìm hiểu tổng quan phương pháp đúc nói chung phương pháp đúc khn cát nói riêng Hiểu biết đặc điểm quy trình đúc khn cát - Thứ hai, để tạo sản phẩm quay nhóm tìm hiểu sơ lược nó, tham khảo quay có thị trường Từ nhóm tiến hành thiết kế quay riêng nhóm cho quay vừa có tính sáng tạo đặc biệt phù hợp với phương pháp đúc khn cát Tìm hiểu công dụng điều kiện làm việc quay từ lựa chọn vật liệu phù hợp để chế tạo - Thứ ba, để chuẩn bị cho trình đúc, nhóm phân tích kết cấu quay từ thiết kế quay để đúc khn cát để đúc Trong q trình thiết kếcon quay đúc, nhóm náp dụng quy tắc được học từ chọn mặt phân khn cho khnđược chế tạo cách dễ dàng Ngồi cịn nghiên cứu tài liệu để đưa đại lượng đúc lượng dư gia cơng, góc khn, góc đúc, kích thước dung sai vật đúc để phù hợp cho việc đúc chế tạo khn - Thứ năm, nhóm tiến hành thiết kế khuôn cát để đúc quay Mẫu đúc nhóm tạo phương pháp in 3D Và phần thiết kế lõi cho khuôn đúc loại bỏ lỗ vật đúc nhỏ Để tạo khn đúc hồn chỉnh đúc u cầu, nhóm áp dụng kiến thức học để bố trí thành phần khn đúc đậu hơi, đậu ngót, rảnh dẫn, lọc xỉ cách hợp lí để tránh gây khuyết tật khơng mong muốn cho vật đúc Khuôn thiết kế phải phù hợp với quay, khơng lãng phí vật liệu, dễ dàng rút khuôn vật kết tinh nguội - Thứ sáu đưa phương pháp gia công cho bề mặt cần gia cơng Trong phần nhóm tìm hiểu phương pháp gia cơng để chọn phương pháp gia công phù hợp Thông qua phương pháp nhóm tìm hiểu loại máy móc, đồ gá, phận khác dao phug hợp với phương pháp gia công chọn Khơng chọn mà cịn phải tính tốn thơng số từ đưa bước gia cơng phù hợp với thông số máy phôi cho phôi sau gia công đảm bảo chất lượng dung sai - Cuối cùng, nhóm đưa phương pháp xỷ lý bề mặt, làm hoàn thiện sản phẩm quay cách cụ thể Do tình hình dịch bệnh diễn biến phức tạp nên dự án chế tạo quay dừng lại việc nghiên cứu Tuy nhiên, thơng qua mà nhóm đạt nhiều kiến thức qua mơn học: - Biết công nghệ chế tạo tìm hiểu ngành đúc Biết trình đúc từ việc thiết hoàn sản phẩm - Biết cách thiết kế sản phẩm phù hợp với phương pháp chế tạo đưa đại lượng đúc phù hợp - Biết cách thiết kế khn đúc, bố trí phận khn đúc để tránh khuyết tật không mong muốn - Được giới thiệu, tìm hiểu có hiểu biết thêm nhiều loại vật liệu nhựa, composite quy trình tạo sản phẩm từ chúng - Có hiểu biết phương pháp hàn có phương pháp thông dụng phổ biến - Có hội làm việc nhóm nhiều hơn, nâng cao khả làm việc nhóm kỹ mềm suốt trình học PHẦN I - CHUẨN BỊ PHÔI 1.1 Tổng quan phương pháp đúc 1.1.1 Khái niệm Đúc trình điền đầy kim loại lỏng vào lịng khn có hình dạng kích thước định sẵn Sau kim loại đông đặc, ta thu sản phẩm tương ứng với lịng khn Sản phẩm gọi vật đúc Nếu đem vật đúc gia cơng gia cơng cắt gọt gọi phơi đúc [1] 1.1.2 Đặc điểm Có nhiều phương pháp tạo phôi đúc khác Mỗi phương pháp tạo sản phẩm có đặc tính khác nhau, vào thực chất chung, sản xuất đúc có đặc tính sau: - Mọi loại vật liệu gang, thép, hợp kim màu, vật liệu phi kim nấu chảy lỏng đúc - Tạo vật đúc có kết cấu phức tạp, vật đúc có khối lượng lớn mà phương pháp gia công phôi khác không thực - Một số phương pháp đúc tiên tiến tạo sản phẩm có chất lượng cao, kích thước xác, độ bóng bề mặt cao có khả khí hóa, tự động hóa cao - Giá thành sản xuất đúc nói chung hạ so với dạng sản xuất khác Một số mặt hạn chế sử dụng phương pháp đúc: - Vật đúc dễ tồn dạng rỗ co, rỗ khí, nứt, thiên tích, lẫn tạp chất, - Với phương pháp đúc khn cát cho độ xác kích thước độ bóng thấp - Tiêu hao phần khơng nhỏ kim loại cho hệ thóng rót, đậu ngót cho đại lượng khác (lượng dư, độ xiên,.) Phương pháp phương pháp dùng rộng rãi để chế tạo khối lượng sản phẩm kim loại lớn Chất lượng sản phẩm ngày cao Những sản phẩm đúc đa dạng than máy công cụ, vỏ hộp giảm tốc, nhiều loại chi tiết máy quan trọng khác kim loại đen hợp kim màu[1] 1.1.3 Phân loại Phương pháp sản xuất đúc phân loại tùy thuộc vào loại khuôn, mẫu, phương pháp làm khuôn Theo loại khuôn đúc người ta phân làm loại: - Đúc khuôn cát - Đúc đặc biệt: Các dạng đúc khuôn đúc (kim loại, vỏ mỏng,.) gộp chung đúc đặc biệt Đúc đặc biệt cho sản phẩm chất lượng cao hơn, độ xác, độ bóng cao vật đúc khn cát Ngoài phần lớn phương pháp đúc đặc biệt có suất cao Tuy nhiên đúc đặc biệt thường tạo vật đúc nhỏ trung bình[1]' 1.2 Đúc khn cát 1.2.1 Khái niệm Đúc khuôn cát phương pháp đúc sử dụng cát làm khuôn Đây dạng đúc phổ biến từ lâu, khuôn cát loại khuôn đúc lần (chỉ rót lần phá khn) Vật đúc tạo hình khn cát có độ xác thấp, độ bóng bề mặt kém, lượng dư gia cơng lớn Nhưng khn cát tạo vật đúc có kết cấu phức tạp, khối lượng lớn[1] 1.2.2 Đặc điểm Đúc khuôn cát có đặc điểm sau: > Ưu điểm • Đúc chi tiết lớn • Đúc chi tiết có kết câu phức tạp • Sản xuất đơn lẻ chi phí đầu tư • Đúc hợp kim đen hợp kim màu • Nhược điểm • Độ xác độ bóng bề mặt thấp, phương pháp yêu cầu dung sai lớn • Khn dùng lần • Tồn nhiều khuyết tật mà đúc thường xảy 1.2.3 Q trình sản xuất đúc khn cát Cốc rót: Cốc rót có tác dụng chứa phần kim loại lỏng chảy tiếp vào phận nhằm loại bỏ phần tạp chất, xỉ mặt Ơng rót: Dịng kim loại lỏng chảy ống có gia tốc ơng cao, vận tốc dịng chảy xuống tăng Rãnh lọc xỉ: Phần xỉ lỏng lọt qua ống rót giữ lại rãnh lọc xỉ Rãnh dẫn: Kim loại sau chảy qua rãnh lọc xỉ vào rãnh dẫn để vào lịng khn[] > Đậu hơi, đậu ngót Vì nhóm thiết kế để đúc spinner lúc nên nhóm bố trí đậu đậu ngót tích hợp hình Đậu tích hợp đậu ngót Xiên Chốt định vị Hình 1.13: Hệ thống rót, đậu hơi, đậu ngót cho quay Ở thiết kế đậu đậu ngót có tác dụng nhau, chúng phận để chứa phần kim loại lỏng nhằm bổ ngót cho vật đúc đông đặc Ở thời điểm chưa điền đầy kim loại đậu ngót làm chức đậu hơi, nghĩa làm cho lịng khn 1.5.3 Các phận khác khuôn đúc Các phận khác khn đúc cịn có • Xiên giúp cho khuôn tránh tượng rỗ bề mặt sau đúc • Hịm khn • Chốt định vị giúp cố định vị trí khn khn xác Hình 1.15: Bản vẽ khn đúc cho quay PHẦN GIA CÔNG CẮT GỌT 2.1 Chọn phương pháp gia công 2.1.1 Bề mặt cần gia cơng • Mặt Spinner phần màu đỏ có kích thước, dung sai hình vẽ: • Lỗ màu đỏ kích thước,dung sai hình vẽ: 7.00 2.1.2 Phương pháp gia cơng Phương pháp gia cơng nhóm chọn: Gia cơng phương pháp tiện Lí chọn phương pháp tiện: • Độ xác cao • Tốc độ cắt nhanh 2.2 Hệ thống cơng nghệ 2.2.1 Máy Nhóm lựa chọn máy tiện TA 616(IA616) cho phần gia công Hình 2.1: Máy tiện TA 616(IA616) > Thơng số: Máy tiện TA 818 (IA818) Chiều cao tâm 165 mm • khoảng cách tàm 710 - 1000 mm Công suât đơng co 4,5 kW -đường kính lỗ suốt trục chinh 35 mm, mc sơ Sơ' vịng quay trục chinh (v/ph) 11,2 • 18 - 28 - 45 - 56 - 71 - 90 - 112 - 140 - 180 - 224 - 280 - 355 - 450 - 560 - 710 - 900 - 1120 - 1400 - 1800 - 2240 Lượng tiến dọc (mm/v) - 0,08 - 0,0114 - 0,013 - 0,146 - 0.155 - 0,193 - 0,228 - 0.26 - 0,292 - 0,31 - 0,32 0,39 - 0,455 - 0,52 ■ 0,585 • 0,62 - 0,65 -0,78 - 0,91 - 1,04 -ì, 17 ■ 1,21 - 1,36 Lượng tiên ngang: hoàn toàn lượng tiến dọc Hình 2.2: Thơng số máy tiện TA 616(IA616) > Khả cơng nghệ • Khả tạo hình Tiện gia cơng nhiều loại bề mặt trịn xoay khác như: tiện mặt ngoài, tiện lỗ, tiện mặt đầu, tiện cắt đứt, tiện ren ngoài, tiện ren trong, tiện cơng ngồi, tiện trong, tiện định hình • Khả đạt độ xác cao Độ xác nguyên công tiện phụ thuộc vào yếu tố sau: o Độ xác máy: Độ đảo trục chính, độ song song sống trượt với đường tâm trục chính, độ đồng tâm ụ động trục chính, o Tình trạng dao cụ o Trình đồ tay nghề công nhân o Khi gia công máy tiện CNC chất lượng ngun cơng phụ thuộc vào kỹ kỹ xảo người thợ so với tiện máy vạn o Độ xác gia cơng o Độ xác vị trí tương quan độ đồng tâm bậc trục, o Độ đồng tâm mặt mặt phụ thuộc vào phương pháp gá đặt phơi, o Độ xác máy đặt 0.01 mm o Khi tiện ren độ xác đạt cấp 7, Ra= 2.5 - 1.25 micro mét 2.2.2 Dao Sử dụng dao tiện lỗ Mistubishi M-FSCLCR/L-052-C có thơng số hình: 2.2.3 Đồ gá Sử dụng mâm cập chấu Vertex VSP-7A để gá Spinner K34 Jaw Self Centering Chucks ^JVŨRĨỈĨX‘ SPECIFICATIONS ORDER NO VPS-6A VPS-7A VPS-8A VPS10A VPS12A 2.2.4 Phôi GRIPPING RANGE O.D I.D RANGE RANGE 04-0165 055-0150 WEIGHT (kgs) D d1 d2 d3 L L1 h THREAD 16 19 20 25 31 130 145 45 94 65 3-M8 155 172 55 105 75 3-M10 04-0190 065-0190 13.8 165 180 65 109 75 3-M10 04-0200 065-0200 16.6 206 226 80 3-M12 06-0250 090-0250 28 285 100 120 147 80 260 90 3-M16 010-0315 0100-0315 54 9.3 CODE NO 5002050 5002051 5002052 5002053 5002054 > Vật liệu phơi đúc: • Hộp kim nhôm: - Thành phần: nhôm, magnesium, kẽm - Cơ tính: dẻo, chóng oxi hóa, dễ mài dũa, cắt gọt 2.3 Chế độ cắt 2.3.1 Chiều sâu cắt t (mm): Là khoảng cách bề mặt chưa gia công bề mặt gia công chi tiết sau lần cắt (lát cắt) Chiều sâu cắt lỗ Spinner: t = 22mm • Chiều sâu cắt thơ: t1=2t/3 = 7mm (cắt lần, lần 3.5mm) • Chiều sâu cắt bán tinh: t2 = 3mm (cắt lần, lần 1.5mm) • Cắt sâu cắt tinh: t3=t/3 = 1mm 2.3.2 Lượng chạy dao S (mm/v): Là khoảng dịch chuyển tương đối dao theo hướng chuyển động tiến sau vòng quay chi tiết Tra bảng 64-1: Lượng chạy dao gia cơng nhơm, trang 47/tài liệu [2]: • Lượng chạy dao thô lần tiện lỗ 07: S = (0.6-0.8) mm/v Đối chiều với lượng chạy dao máy T630 Chọn S1 = 0,78 (mm/v) gia cơng thơkhơng cần xác cao nên chọn lượng chạy dao lớn để gia cơng nhanh hon • Lượng chạy dao thơ lần tiện lỗ 014: S = (0.6-0.8) mm/v Đối chiều với lượng chạy dao máy T630 Chọn S2 = 0,78 (mm/v) gia cơng thơ khơng cần xác cao nên chọn lượng chạy dao lớn để gia công nhanh hon • Lượng chạy dao bán tinh lần tiện lỗ 017: Đối chiều với lượng chạy dao máy T630 Chọn S3 = 0,31 (mm/v) • Lượng chạy dao bán tinh lần tiện lỗ 020: Đối chiều với lượng chạy dao máy T630 Chọn S3 = 0,31 (mm/v) • Lượng chạy dao tinh tiện lỗ 022: S = (0.1-0.2) mm/v Đối chiều với lượng chạy dao máy T630 Chọn S3 =0,146 (mm/v) 2.3.3 Vận tốc cắt V (m/ph): Khái niệm: Là khoảng dịch chuyển tưong đối dao chi tiết theo hướng chuyển động đon vị thời gian > Gia công thô lần lỗ 07 Vtra = 240(m/ph) (Bảng 65-1, trang 47 tài liệu [2]) ^ Tính ntt theo cơng thức 1022.242=10913 (22) n ph ^ Tính V theo cơng thức n 2240.7 1000 = 49 m/p ^ Chọn n = 2240 v/p > Gia công thô lần lỗ 014 ^ Tính ntt theo cơng thức 1M = 5456 Q) n 14 ph Vtra = 240(m/ph) (Bảng 65-1, trang 47 tài liệu [2]) ^ Chọn n = 2240 v/p X , , , X , n 2240.14 ^ Tính V theo công thức —1000— = 99 m/p , > Gia công bán tinh lần lỗ 017 Vtra = 400(m/ph) (Bảng 65-1, trang 47 tài liệu [2]) ^ Tính ntt theo công thức = 7490 (4 1000 00 n 17 \ph) ^ Chọn n=2240 v/p X ^ * n 2240.17 Tính V theo cơng thức —1000— = 120 m/p > Gia công bán tinh lần lỗ 020 ^ Tính ntt theo cơng thức 1000.400 n 20 = 6366 í —— \phl Vtra = 400(m/ph) (Bảng 65-1, trang 47 tài liệu [2]) ^ Chọn n=2240 v/p , n 2240.20 , , ■ì Tính V theo cơng thức —1000— = 141 m/p X ~ > Gia công tinh lỗ 022 Vtra = 530(m/ph) (Bảng 65-1, trang 47 tài liệu [2]) ^ Tính ntt theo cơng thức ^ Chọn n=2240 v/p ^ — n 2240.22 , Tính V theo công thức —1000— = 155 m/p Bảng 2.1 Bảng thông số chế độ cắt Thô Thô Bán tinh Bán tinh Chế độ cắt (lầnl) (lần2) (lần 1) (lần 2) Chiều sâu cắt t (mm) 3.5 3.5 1.5 1.5 Lượng chạy dao S 0.78 0.31 0.31 0.78 (mm/v) Vận tốc cắt V (m/ph) 49 99 120 141 2240 2240 2240 224 Tốc độ trục n (v/ph) Tinh 0.146 155 2240 PHẦN - XỬ LÝ BỀ MẶT 3.1 Làm vật đúc Làm Spinner đúc phương pháp xử dụng máy mày đĩa giấy nhám Phương pháp giúp loại bỏ chất bẩn cát bám bề mặt Spinner, tạo độ nhám tăng độ bám dính sơn Phương pháp làm bề mặt tốt với chi phí phù hợp 3.2 Đánh bóng bề mặt Sử dụng máy mài cầm tay đĩa vải hóa chất để đánh bóng bề mặt Spinner Đây phưỡng pháp đánh bóng tốt dễ dàng với chi phí thấp 3.3 Anodizing nhuộm màu Spinner Anodized aluminum trình hóa cứng cho nhơm phương pháp điện hóa Phương pháp cách tạo lớp oxit cực bền cách chủ động nhôm hợp kim Và độ bền lớp oxit lớn gấp hàng trăm lần so với lớp oxit nhơm hình thành theo cách tự nhiên xếp độ cứng sau kim cương Chính vậy, mà anode nhôm hay anodized aluminum xem vật liệu cao cấp Vật liệu anodized aluminum có độ bền cực tốt, có khả chống lại khả ăn mịn, chịu tác động mơi trường[] Anodixing Origìnal metal part Barricr typc oxide layer Ccllular oxide layer Cellular oxide layer v> ith dye/color deposit Metal (aluminum) substrate > Quy trình anode hóa nhơm: • Bước 1: Chuẩn bị bể Anodized: Gồm Axit hóa chất • Bước 2: Nhúng tồn phận nhơm gia cơng vào bề Anodized • Bước 3: Cho dịng điện chạy qua bể Anodized, đó: - Tấm nhơm trở thành cực dương - Bể hóa chất cực âm - Xảy q trình phản ứng hóa học oxy hóa bề mặt nhơm - Kết quả: Bề mặt nhơm phủ lớp oxy hóa siêu cứng • Bước 4: Nhuộm màu cho Anode nhơm Sau bước sản phẩm nhôm cứng bền hơn, nhiên có màu: Đen màu nhơm Để sản phẩm có tính thẩm mỹ nhiều màu sắc khác cần trình Anode nhuộm màu nhơm dung dịch thuốc nhuộm Có 30 màu sắc khác để lựa chọn phối màu Để màu nhôm bền vững phân bố thực bước niêm phong màu nước nóng 93 độ C để hình thành nên tinh thể nhơm oxit ngậm nước Hoặc sử dụng cơng nghệ mạ điện công nghệ anodized lạnh bể anodized với hóa chất làm lạnh nhiệt độ -4 oC để tạo màu cho bề mặt anode nhôm theo màu sắc kim loại như: Crom, đồng, thiếc, coban TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Tác Ánh, Giáo trình Cơng nghệ kim loại, Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, 2004 [2] Nguyễn Ngọc Đào, Hồ Viết Bình, Trần Thế San, Chế độ cắt gia cơng khí, NXB Đà Nằng, 2001 [3] Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn, Trần Xuân Việt, Sổ tay Công nghệ chế tạo máy Tập 1, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2007 [4] Mitsubishicarbide.com, Boring bar catalogue http://www.mitsubishicarbide.com/mmus/en/product/catalog/boring bar.html [5] Vertex-vn.vn, Mâm cập chấu tự định tâm, https://vertex- vn.vn/sanpham/mam-cap-4-chau-tu-dinh-tam/ [6] Hutscom.vn, Phương Pháp Xử Lý Bề Mặt Các Chi Tiết Nhôm, https://hutscom.vn/phuong-phap-xu-ly-be-mat-cac-chi-tiet-nhom.html [7] Muabancongnghemoi.com, Quy trình Anode nhơm nhuộm màu xử lý bề mặt nhơm, https://muabancongnghemoi.com/quy-trinh-anode-nhom-nhuom-mau- xu-ly-be-mat-nhom/ [8] PHỤ LỤC ... thực tiểu luận từ khâu Chuẩn bị phôi (Đúc) đến Gia công cuối hồn thiện sản phẩm • Kết đạt nhóm gì?” Mơn học cung cấp kiến thức kỹ thuật sở kỹ thuật khí từ giai đoạn đầu đến cuối q trình chế tạo. .. tiết Môn học trang bị cho sinh viên kỹ thuật không chuyên công nghệ chế tạo máy có khả tính tốn, thiết kế quy trình cơng nghệ chế tạo khí nhằm đáp ứng yêu cầu kỹ thuật kinh tế Môn học bao gồm nội... thức tiếp thu thông qua nội dung bên học , nhóm thực tiểu luận Nghiên cứu chế tạo quay Spinner phương pháp đúc khuôn cát Để hồn thành tiểu luận này, nhóm tiếp thu nghiên cứu qua nội dung : - Đầu