Đúc hàn gò dập bài tập lớn các quá trình chế tạo

I/ PHƯƠNG PHÁP ĐÚC: Đúc phương pháp chế tạo phơi phương pháp nấu chảy kim loại, rót kim loại lỏng vào lịng khn đúc có hình dáng kích thước vật đúc, sau kim loại đơng đặc khn ta thu vật đúc có hình dáng giống lịng khn đúc Vật đúc đem dùng gọi chi tiết đúc Nếu vật đúc cần phải qua gia cơng khí để nâng độ xác kích thước độ bóng bề mặt gọi phơi đúc Đúc có loại đúc khn cát phương pháp đúc đặc biệt Đúc khn cát có số nhược điểm không thỏa mãn yêu cầu số lượng chất lượng đòi hỏi ngày tăng Việc xuất loạt dạng đúc gọi đúc đặc biệt đáp ứng phần lớn yêu cầu Đúc khuân cát  Đúc khuôn cát phương pháp chế tạo phôi phương pháp nấu chảy kim loại, rót kim loại lỏng vào lịng khn cát có hình dáng kích thước vật đúc , sau kim loại đông đặc ta tiến hành phá khn thu vật đúc có hình dáng giống lịng khn đúc 1.1 Đặc điểm ưu điểm  Đúc chi tiết lớn, tạo vật đúc có kết cấu phức tạp làm ruột, khối lượng lớn, giá thành khuôn thấp Nhược điểm      Độ bóng bề mặt Lượng dư gia cơng lớn Có độ xác thấp Hay tồn nhiều dạng khuyết tật Khuân cát loại khuân đúc lần ( rót lần phá khuân tái sử dụng 1.2 Q trình đúc Tốn tắt bước q trình đúc khn cát sau : – Bộ phận kỹ thuật theo vẽ chi tiết để lập vẽ vật đúc, mẫu, hộp lõi – Căn vào vẽ để chế tạo mẫu gồm:    Mẫu đúc để tạo lòng khn mang hình dáng bên ngồi vật đúc Hộp lõi để chế tạo lõi tạo hình dáng bên vật đúc Mẫu hệ thống rót để tạo đậu hơi, đậu ngót dùng để dẫn kim loại lỏng khí cho khn – Lắp rắp khn – Bộ phận nấu chảy kim loại lỏng phải phối hợp nhịp nhàng với q trình làm khn, lắp ráp khn để tiến hành rót kim loại lỏng vào khn kịp thời – Sau kim loại đông đặc, vật đúc hình thành khn, tiến hành phá khn, lõi, làm vật đúc, kiểm tra vật đúc thủ công máy – Kiểm tra vật đúc hình dáng, kích thước, chất lượng bên 1.2.1 Chế Tạo Bộ Mẫu, Hộp Lõi Yêu cầu vật liệu làm mẫu, hộp lõi     Bền khơng thấm nước, khơng co giãn có độ bóng độ xác cao Làm khn nhiều lần Dễ gia công 1.2.2 Làm khuôn, lõi khuôn cát a, Làm khuôn tay     Làm khuôn xưởng Làm khn hịm khn Làm khn xén Làm khn mẫu có miếng tời b, làm khn máy  Làm khuôn máy ép C, phương pháp làm lõi – Phương pháp làm lõi tay    Làm hộp lõi nguyên Làm hộp lõi nửa Làm hộp lõi ghép  1.3 Những hư hỏng thường gặp đúc khuôn cát      Lõm co : co thể tích, thường xảy phần đơng đặc cuối cùng, tạo thiếu hụt Vùng lẫn xỉ nhiệt độ chảy thấp + Biện pháp khắc phục : dùng đậu gót đủ lớn để bù Rỗ co : kết tinh nhánh tinh thể phát triển bao bọc phần kim loại lỏng nên đơng đặc hồn tồn khơng bù ngót + Biện pháp khắc phục : thiết kế, bố trí hợp lý tránh tập trung kim loại bố trí hệ thống rót hợp lý Rỗ khí : Trong kim loại lỏng hịa tan lượng khí, kết tinh, tạo thành bọt khí tồn bên kim loại + Biện pháp khắc phục : Khn, lõi khí tốt hệ thống rót, đậu hợp lý, vật liệu phải khơ Thiên tích : Kim loại kết tinh khơng đồng tạo nên vùng thiên tích, hạt thiên tích,làm giảm tính khả chịu lực kết cấu Các phương pháp đúc đặc biệt 2.1 Đúc khuôn kim loại: Thực chất đúc khuôn kim loại điền đầy kim loại lỏng vào khuôn chế tạo kim loại Do khn kim loại có tính chất lý khác vật liệu khn cát nên có đặc điểm sau: - Ưu điểm     Tốc độ kết tinh hợp kim đúc lớn nhờ khả trao đổi nhiệt hợp kim lỏng với thành khn cao, tính vật đúc đảm bảo tốt Độ bóng bề mặt, độ xác lịng khn cao nên tạo chất lượng vật đúc tốt Tuổi thọ khuôn kim loại cao Do tiết kiệm thời gian làm khuôn nên nâng cao suất, giảm giá thành - Nhược điểm     Khuôn kim loại không đúc vật đúc phức tạp, thành mỏng khối lượng lớn Khn kim loại khơng có tính lún khơng có khả khí Điều gây khuyết tật vật đúc Giá thành chế tạo khn cao Phương pháp thích hợp dạng sản xuất hàng loạt với vật đúc đơn giản, nhỏ trung bình 2.2 Đúc ly tâm: Thực chất đúc ly tâm điền đầy hợp kim lỏng vào khuôn quay Nhờ lực ly tâm sinh quay làm hợp kim lỏng phân bố lên thành khuôn đơng đặc Dạng đúc đặc biệt khn quay có đặc điểm: - Ưu điểm     Tổ chức kim loại mịn chặt, không tồn khuyết tật rỗ khí, rỗ co ngót Tạo vật đúc có lỗ rỗng mà khơng cần thao Khơng dùng hệ thống rót phức tạp nên hao phí kim loại Tạo vật đúc gồm vài kim loại riêng biệt vật đúc - Nhược điểm Có tượng thiên tích vùng theo diện tích ngang vật đúc, phần tử có khối lượng khác chịu lực ly tâm khác  Khi đúc ống, đường kính lỗ xác có chất lượng bề mặt Trên hình 9.4 giới thiệu hai phương pháp đúc ly tâm: đúc ly tâm có trục quay thẳng đứng (Hình 9.4 - a) đúc ly tâm có trục quay nằm ngang (Hình 9.4 - b)  2.3 Đúc áp lực: Khi hợp kim lỏng điền đầy vào lịng khn áp lực định gọi đúc áp lực Tùy theo yêu cầu, áp lực nhỏ cách hút chân khơng lịng khn gọi đúc áp lực thấp áp lực lớn tạo píttơng gọi đúc áp lực cao Đúc áp lực có đặc điểm sau: - Ưu điểm  Đúc vật đúc phức tạp, thành mỏng (1¸5mm) đúc loại lỗ có kích thước nhỏ  Độ bóng độ xác cao  Cơ tính vật đúc cao nhờ mật độ vật đúc lớn  Năng suất cao nhờ điền đầy nhanh khả khí hóa thuận lợi - Nhược điểm  Khơng dùng thao cát dịng chảy có áp lực Do hình dạng lỗ mặt phải đơn giản  Khn chóng bị mài mịn dịng chảy có áp lực hợp kim nhiệt độ cao Trên hình 9.5 giới thiệu sơ đồ nguyên lý máy đúc áp lực kiểu píttơng có buồng ép nguội Hợp kim lỏng định lượng cho vào khn ép (P2) - hình 9.5 - a Khi píttơng ép (P1) thực hành trình ép (Hình 9.5 - b), hợp kim lỏng T ép lên píttơng (P2) xuống Cửa (D) dẫn hợp kim lỏng qua rãnh dẫn vào lịng khn (4) Khn đúc gồm hai phần, phần tĩnh phần động (F1, F2) có cấu đóng mở Vật đúc sau đơng đặc lấy theo phần động khuôn Lúc píttơng P2 thực dịch chuyển ngược để lấy phần hợp kim thừa (5) khỏi miệng xilanh, vật đúc (O) lấy nhờ phần động (V) (Hình 9.5 - c) lại chuẩn bị cho hành trình ép 2.4 Đúc liên tục: Đúc liên tục q trình rót liên tục hợp kim lỏng vào khn kim loại có hệ thống làm nguội tuần hoàn lấy vật đúc liên tục Khi ngắt qng q trình rót lấy vật đúc gọi đúc bán liên tục Trong sản xuất, đúc bán liên tục dạng phổ biến để chế tạo sản phẩm dạng ống có tiết diện khơng đổi Trên hình 9.6 giới thiệu dạng đúc liên tục: đúc kim loại; đúc ống kim loại (a) dạng đúc dải kim loại (b) Hiện nước giới sử dụng phát triển đúc liên tục mạnh để chế tạo sản phẩm thép Ví dụ Trung quốc; sản lượng đúc liên tục năm tăng 10 triệu Các xí nhiệp luyện gang thép lớn dùng 100% đúc liên tục để chế tạo sản phẩm 2.5 Đúc khuôn mẫu chảy: Đây dạng đúc đặc biệt khuôn dùng lần Thực chất đúc theo khuôn mẫu chảy tương tự đúc khuôn cát Nhưng cần phân biệt hai điểm sau đây: Lịng khn tạo nhờ mẫu vật liệu dễ bị chảy Do việc lấy mẫu khỏi lịng khn thực nung chảy mẫu rót theo hệ thống rót Vật liệu chế tạo khn chất liệu đặc biệt nên cần độ dày nhỏ (6 ¸ 8mm) bền, thơng khí tốt, chịu nhiệt Những đặc điểm đúc theo khuôn mẫu chảy là: - Ưu điểm  Vật liệu đúc có độ xác cao nhờ lịng khn khơng phải lắp ráp theo mặt phân khuôn, không cần chế tạo thao riêng  Độ nhẵn bề mặt bảo đảm bề mặt lịng khn nhẵn, khơng cháy khn …  Vật đúc vật liệu khó nóng chảy, nhiệt độ rót cao - Nhược điểm    Quy trình chế tạo vật đúc gồm nhiều công đọan nên suất khơng cao Do ngời ta phải cần khí hóa tự động hóa q trình sản xuất Đúc theo khn mẫu chảy thích hợp để chế tạo vật đúc với kim loại quý cần phải tiết kiệm, chi tiết địi hỏi xác cao… Trên hình 9.7 giới thiệu dạng khn đúc chế tạo mẫu chảy Trong phương pháp hàn kim loại phổ biến hàn laser phương pháp hàn tiên tiến Đây dạng đặc biệt thuộc nhóm hàn nóng chảy Kim loại chỗ nối nung chảy tia laze sau kết tinh tạo mối hàn Hàn laser thường dùng để nối chi tiết lắp chỗ khó chạm tới Hoặc dùng để hàn chi tiết nhỏ hay vật liệu có độ chảy cao gốm Laser cơng nghệ đa sử dụng nhiều công việc khác hàn, cắt kim loại Ưu điểm hàn lazer     Hàn nhiều loại vật liệu kim loại phi kim chất dẻo ,gốm… Đường hàn mịn, đảm bảo tính thẩm mỹ sản phẩm, phải làm mối hàn Tốc độ hàn cao, dễ khí hóa tự động hóa Tốc độ nung nóng làm nguội cao, vùng ảnh hưởng nhiệt nhỏ hàn lazer tốt cho vị trí hàn có liên kết với phận dễ ảnh hưởng nhiệt Nhược điểm      Không hàn vị trí khó Các vật liệu phản xạ ánh sáng cao làm lệch chùn tia laser làm giảm hiệu hàn Tốc độ nguội nhanh làm mối hàn có nguy rổ khí bị giịn Chi phí đầu tư ban đầu lớn Đào tạo thợ vận hành nhiều thời gian hạn chế việc công nghệ phổ biến rộng rãi Hàn que (hàn hồ quang tay) Trong phương pháp hàn kim loại hàn que phát minh đưa vào sử dụng sớm từ năm 1907 Hàn que hay gọi hàn hồ quang tay q trình hàn điện nóng chảy dùng điện cực dạng que hàn khơng dùng khí để bảo vệ Trong tất thao tác thay que hàn, chuyển dịch que hàn, gây hồ quang… thợ hàn thực tay Hàn que kỹ thuật hàn sử dụng phổ biến cơng ty khí Ưu điểm       Hàn nhiều loại kim loại có độ dày mỏng khác Mối hàn có độ ngấu sâu Hàn tất tư thế, vị trí khơng qian Tự cung cấp mơi trường cho q trình hàn Ít bị ảnh hưởng gió so với qui trình hàn với khí bảo vệ TIG/MIG Chi phí đầu tư thiết bị thấp, việc sử dụng đơn giản hóa đến mức tối đa có tính động cao  Ứng dụng rộng rãi khí chế tạo kết cấu thép khí dân dụng Nhược điểm    Tốc độ kém, trình hàn bị gián đoạn, không liên tục phải dừng lại để thay que hàn Hao phí nguyên vật liệu hàn Dễ bị ngậm xỉ hàn xong phải làm xỉ khỏi đường hàn III/ PHƯƠNG PHÁP GÒ: Gia cơng gị có nhiều thay đổi so với trước đây, trước nghĩ gia cơng gị sử dụng sức người máy móc để làm biến dạng sản phẩm theo ý muốn Tuy nhiên khái niệm phát triển hơn, gia cơng gị biện pháp gia cơng rộng với nhiều máy móc hỗ trợ tiên tiến nhằm biến trở thành giai đoạn thiết trọng việc làm đẹp sản phẩm Gia cơng gị Gia cơng gị giai đoạn gia cơng nằm phần hồn thiện sản phẩm, giống hàn nhiên gị biện pháp gia công cuối giúp thành phẩm trở nên đẹp Chính mà chúng tơi nói biện pháp thiếu dây chuyền gia cơng chun nghiệp Hiện có phương pháp gị phổ biến là: + Gị thúc +Gị chun ” Phương pháp gò thúc gò chun tạo từ kim loại phẳng thành dạng sản phẩm kích thước chiều – Trong thực hành thường có kết hợp phương pháp gò thúc với phương pháp gò chun chẳng hạn phần kim loại gị thúc, phần gò chun Sự khác gò thúc gò chun *Gò thúc – Gõ phần lõm từ bên – Gõ từ vịng trịn ngồi vào tâm – Sản phẩm có chiều dày mỏng thép – Không nhăn – Tay phôi chắn gõ – Tỷ lệ chỗ thúc giới hạn Gò chun – Gõ phần lõm từ bên – Gõ từ tâm vịng trịn ngồi – Tấm thép có chiều dày mỏng sản phẩm – Có vết nhăn – Khơng chắn – Tỷ lệ chun không giới hạn IV/ PHƯƠNG PHÁP DẬP: Dập Tấm: 1.1 Khái niệm Dập phương pháp tiên tiến gia công áp lực để chế tạo sản phẩm từ vật liệu tấm, thép dài cuộn Dập tiến hành trạng thái nóng nguội, song chủ yếu gia cơng trạng thái nguội gọi dập nguội Dập dùng rộng rãi tất ngành công nghiệp, đặc biệt công nghiệp chế tạo ôtô, máy bay, tàu thủy, chế tạo thiết bị điện, đồ dân dụng Ví dụ: tỷ lệ chi tiết dập số ngành: máy điện 60 – 70%; ôtô máy kéo 60 – 95%; đồ dùng dân dụng 95 – 98% Dập có số đặc điểm:  Độ xác chất lượng sản phẩm cao: dập cho ta khả lắp lẫn cao, độ bền, độ bóng sản phẩm cao  Khả khí hóa tự động hóa cao  Năng suất cao 10.5.2 Các nguyên công dập a Cắt phôi Cắt phôi nguyên công chia phôi thành nhiều phần theo đường cắt hở kín Cắt tiến hành máy cắt có lưỡi dao song song, nghiêng hay lưỡi dao cắt hình đĩa (Hình 10.14 – a, b, c) Để cắt đường khép kín ta dùng dập cắt đột lỗ Về chất ngun cơng dập cắt đột lỗ hồn tồn giống khác cơng dụng Ví dụ, hình (10.14 d), dập cắt phơi có đường kính D, ta sản phẩm 5, cịn lại phế liệu Ngược lại đột lỗ sản phẩm trở thành phế liệu Khi cắt phơi cần bố trí hợp lý để hệ số sử dụng vật liệu cao Công thức đánh giá hệ số sử dụng nguyên vật liệu:  Fo : tổng diện tích phơi bố trí cắt có diện tích F  F : diện tích phôi ban đầu b Các nguyên công tạo hình Từ phơi tạo nguyên công trước, ta tiến hành chế tạo chi tiết dạng cốc, ca,… Tùy theo yêu cầu cụ thể mà ta có phương pháp tạo hình khác Trên hình 10.15 giới thiệu số phương pháp tạo hình dập Dập Nguội: Dập nguội phương pháp thuộc nhóm gia cơng áp lực Đây phương pháp biến dạng dẻo kim loại khuôn Dưới tác dụng ngoại lực, phôi dạng tạo thành sản phẩm có hình dạng, kích thước theo u cầu Q trình tiến hành trạng thái nguội Vật liệu thường dùng vật liệu dẻo thép cacbon thấp, thép hợp kim, kim loại hợp kim màu Máy dập nguội Có nhiều hình thức dập nguội: đột dập, dập vuốt, dập sâu, khuôn kéo, chuốt sợi Phương pháp dập nguội mang đến cho sống ngày nhiều sản phẩm đa dạng chậu rửa mặt, nồi, chảo, đồ dùng y tế, bình xăng, ống bơ xe máy, Ưu nhược điểm phương pháp dập nguội Ưu điểm          Phương pháp dập nguội nhanh đa số phương pháp dập khác Nếu sản phẩm cần phải thực quy trình vẽ gấp mép, bạn phải sử dụng dập nguội Nó chế tạo chi tiết lắp lẫn với độ xác cao mà khơng cần gia cơng sau Bạn sử dụng linh hoạt nguyên liệu dập nguội Phương pháp sản xuất sản phẩm có độ xác cao thép I, E máy biến roto động điện Năng suất cao, dễ khí hóa, tự động hóa Hao phí vật liệu Khn dập nguội sử dụng lâu so với khn dập nóng Khơng cần có cơng nhân trình độ cao Sản lượng lớn, giá thành hạ Nhược điểm   Cần công suất lớn yêu cầu Có thể tồn ứng xuất dư   Kim loại bị hóa cứng, dẻo Cần xử lý khuôn dập chịu ứng suất lớn Trường hợp ứng dụng Dập nguội phương pháp gia công kim loại tiên tiến Ngày nay, dập nguội sử dụng rộng rãi nhà máy chế tạo máy bay, tơ, máy móc nông nghiệp Dập nguội thường dùng để chế tạo chi tiết che chắn, nắp đậy, vỏ, thùng chứa, ngành ô tô, tàu, thuyền, công nghiệp thực phẩm, hàng dân dụng Các chi tiết làm phương pháp dập nguội dần thay chi tiết hàn, đúc, dập hàn trước Một số sản phẩm thơng dụng dập nguội như: Sản phẩm hình trịn tạo từ phương pháp dập nguội Sản phẩm bọ cửa làm từ phương pháp dập nguội Dập Nóng: Dập nóng phương pháp gia cơng kim loại áp lực trạng thái nóng mà phơi biến dạng khống chế lịng khn Vật liệu sử dụng dập nóng chủ yếu FDAC, SKT4, Bài viết sau thép khuôn mẫu việt xin chia đến dọc giả phương pháp gia công dập nóng  Khái niệm phương pháp gia cơng dập nóng: Dập nóng phương pháp gia cơng kim loại áp lực trạng thái nóng mà phơi biến dạng khống chế lịng khn Vật liệu sử dụng dập nóng chủ yếu loại thép thỏi, thép đúc, thép cán Dụng cụ sử dụng loại khn dập nóng trực tiếp làm biến dạng kim loại Thiết bị loại máy ép, máy búa tạo lực công tác Ưu nhược điểm dập nóng : a Ưu điểm: - Sản xuất chi tiết lớn hình dáng - Sản phẩm dập có sức bền tính cao - Sản phẩm có độ bóng độ xác cao - Năng suất cao áp dụng khí hố tự động hố b Nhược điểm: - Phơi liệu phải rèn sơ tay - Độ bền khuôn thấp - Giá thành chế tạo khn cao vật liệu chế tạo khn thép hợp kim - Lịng khn chế tạo khó, phải sử dụng máy chun dùng (máy gia cơng tia lửa điện) Khn dập nóng Khn dập nguội tạo hình số sản phẩm có phơi ngun liệu mềm nỏng, dễ biến dạng sản phẩm có độ cứng cao, phơi dày khó làm biến dạng cần phải nung nóng nguyên liệu đến nhiệt độ định giúp cho trình tạo hình dễ dàng Tuy nhiên độ bền khuôn dập nguội thuông thường không cho phép dập nguyên liệu nhiệt độ cao cần chế tạo khn dập nóng để phù hợp với u cầu chế tạo sản phẩm Khn dập nóng sử dụng để gia công kim loại áp lực trạng thái nóng, phơi ngun liệu nung nóng đến nhiệt độ tối đa cho phép Sau phơi đưa vào khn dập nhiệt độ tối thiểu để chi tiết, sản phẩm với hình dạng kích thước thiết kế Thành phần cấu tạo khn dập nóng Với cơng dụng chủ yếu tạo hình sản phẩm nhiệt độ cao nên thành phần cấu tạo khuôn dập nóng cần có yêu cầu khắt khe Ngồi độ bền, cứng chịu áp lực tốt để tạo hình sản phẩm thìkhn dập nóng phải chịu nhiệt độ cao Thông thường phôi nguyên liệu nung cho tăng nhiệt độ để dễ gia công đưa vào khn để tạo hình Chính vật liệu làm khuôn phải vật liệu đặc biệt chịu nhiệt tốt phải đảm bảo độ cứng để dập nguyên liệu thành phẩm Điều kiện yêu cầu vật liệu làm khn dập nóng: độ bền độ dai cao, độ cứng vừa phải, 35 – 46 HRC, tính chống mài mịn cao, tính chịu nhiệt độ cao (có thể tiếp xúc với phơi nóng tới 10000 oC) Các loại thép sử dụng làm khn dập nóng bao gồm: - DAC, có độ bề tốt, độ dẻo dai khả chống nhiệt cao thường sử dụng để làm khuôn đúc áp lực cho nhôm kẽm Có độ cứng từ 48 HRC sau tơi có khả gia cơng tốt biến dạng sau nhiệt luyện - DAC-MAGIC, sản phẩm cải tiến DAC có độ chống rạn nhiệt tốt, độ dẻo dai khả gia cơng cao có độ cứng từ 45 – 52 HRC - FDAC, loại thép dựa DAC có bổ sung lưu huỳnh để tăng khả gia công, sơ trước cung cấp, độ cứng 38 – 42 HRC tạo lỗ hổng trực tiếp - Thép dập nóng SKT4 sử dụng rộng rãi cho khn đúc, khn dập nóng ... thực phẩm, hàng dân dụng Các chi tiết làm phương pháp dập nguội dần thay chi tiết hàn, đúc, dập hàn trước Một số sản phẩm thông dụng dập nguội như: Sản phẩm hình trịn tạo từ phương pháp dập nguội... cho trình tạo hình dễ dàng Tuy nhiên độ bền khuôn dập nguội thuông thường không cho phép dập nguyên liệu nhiệt độ cao cần chế tạo khn dập nóng để phù hợp với yêu cầu chế tạo sản phẩm Khn dập. .. triệu Các xí nhiệp luyện gang thép lớn dùng 100% đúc liên tục để chế tạo sản phẩm 2.5 Đúc khuôn mẫu chảy: Đây dạng đúc đặc biệt khuôn dùng lần Thực chất đúc theo khuôn mẫu chảy tương tự đúc khuôn