Thiết kế đúc thân ổ trục

 Vì số lượng chi tiết quá ít và quá phức tạp nên ta không thể dùng phương pháp đúc trong khuôn kim loại tỉnh và đúc áp lực, và bề dày của chi tiết nhỏ cũng không cho phép đúc trong khuôn kim loại và áp lực vì sẽ bị biến trắng (hợp kim đúc gang xám). Khuôn mẫu chảy và khuôn mẫu hóa khí cũng không được sử dụng do sản lượng thấp không đủ khấu hao cho chi phí chế tạo bộ mẫu. Tuy nhiên nếu sản xuất với số lượng lớn thì đây là phương pháp đúc nên được xem xét trước hết vì sẽ dễ dàng hơn trong quá trình đúc do không phải xem xét đến vấn đề mặt phân khuôn và mặt phân mẫu mà độ bóng bề mặt chi tiết lại cao.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU BỘ MÔN KIM LOẠI VÀ HỢP KIM MÔN HỌC THIẾT KẾ KHUÔNG VỚI SỰ TRỢ GIÚP CỦA MÁY TÍNH BÀI TẬP LỚN : THIẾT KẾ ĐÚC THÂN Ổ TRỤC GVHD : LÊ QUỐC PHONG Tên Sinh Viên Thực Hiện MSSV PHANG TRUNG KIÊN V1201769 ƠNG BÌNH HƯNG V1201509 NGUYỄN NGỌC THIỆN HỮU V1201551 NGUYỄN DUY KHÁNH V1201633 HUỲNH BÁ KHÔI V1201739 VŨ NGỌC PHƯƠNG LINH V1201930 Thành Phố Hồ Chí Minh , ngày 20 tháng năm 2016 Mục lục CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU CHI TIẾT ĐÚC VÀ CHỌN PHƯƠNG PHÁP ĐÚC 1.1 Nguyên cứu chi tiết đúc 1.2 Chọn phương pháp đúc CHƯƠNG 2: LẬP BẢN VẼ VẬT ĐÚC 2.1 Chọn vị trí vật đúc khn rót-mặt phân khn-mặt phân mẫu: 2.1 Sai lệch cho phép xác định lượng dư CHƯƠNG 3: LẬP BẢN VẼ CÔNG NGHỆ ĐÚC 12 3.1 Thiết kế hệ thống ruột 12 3.2 Thiết kế hệ thống rót 13 3.3 Xác định tiết diện rãnh dẫn 14 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỘP RUỘT 17 4.1 LỰA CHỌN VẬT LIỆU LÀM RUỘT 17 4.2 LỰA CHỌN VÀ THIẾT KẾ HỘP RUỘT 18 4.2.1 Lựa chọn hộp ruột thành phần hộp ruôt: 18 4.2.2 Thiết kế hộp ruột: 18 CHƯƠNG 5: CHỌN HỊM KHN 21 CHƯƠNG : CHỌN VẬT LIỆU LÀM KHUÔN 25 6.1 Giới thiệu hỗn hợp làm khuôn: 25 6.2 Vai trị hỗn hợp làm khn: 25 6.3 Chọn hỗn hợp làm khuôn: (Làm khuôn cát sét) 25 CHƯƠNG 7: LẬP QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ NẤU LUYỆN HỢP KIM ĐÚC 28 7.1 Chọn lò nấu gang xám 12-28: 28 7.2 Chọn liệu: 28 7.3 Xử lí liệu: 28 7.4 Nạp liệu: 28 7.5 Nấu chảy liệu: 29 7.6 Tinh luyện: 30 CHƯƠNG 8: TÍNH TỐN GIÁ THÀNH VÀ PHÂN TÍCH HIỆU QUẢ KINH TẾ KỸ THUẬT 31 8.1 Chi phí kim loại 31 8.2 Chi phí cát 34 8.3 Chi phí dụng cụ 35 8.4 Chi phí xử lý 35 8.5 Tổng chi phí: 39 CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU CHI TIẾT ĐÚC VÀ CHỌN PHƯƠNG PHÁP ĐÚC 1.1 Nguyên cứu chi tiết đúc Đọc vẽ vật đúc  Cơ cấu vật đúc gồm phần: phần mặt đế dùng để đỡ phần trụ phía có nhiệm vụ gắn chi tiết vào bệ đỡ; thân trụ dùng để gắn với trục làm việc  Đế chi tiết có lỗ Ø14 để gắn bu lơng Thân trụ có lỗ Ø32 dùng để gắn với trục lỗ Ø14 dùng để châm dầu  Yêu cầu gia công phần mặt lỗ trục xác cao, mặt bích phía đế gia công để lắp ghép  Số lượng chi tiết 100 chi tiết Điều kiện làm việc chi tiết:  Yêu cầu mặt tiếp xúc: mặt bích mặt lổ phải gia cơng nhẵn, chi tiết làm việc điều kiện nhiệt độ vừa phải, chịu rung lắc, tải không cao  Do yêu cầu kết cấu chi tiết phải có tính tương đối, khơng có xốp co, lõm co vị trí bệ đỡ trục Vật liệu đúc:  Theo yêu cầu từ phía khách hàng sử dụng gang xám Gx 12-28 để đúc sản phẩm  Gx 12-28 loại gang xám chứa tổng lượng cacbon cao,sử dụng cho chi tiết chịu lực chịu mài mịn tương đối  Thành phần hóa học (%) C Si Mn P S 3.5 - 3.7 - 2.4 0.5 - 0.8 < 0.3 < 0.5  Mác gang xám khơng cần nhiệt luyện để tăng tính  Cơ tính: o Độ bền kéo ϭkéo=120(N/mm) o Độ bền uốn ϭuốn=280(N/mm) o Độ bền mỏi uốn: (0,35-0,5) ϭkéo o Độ bền nén (3-4.5) ϭkéo o Độ bền cắt (0.75-1.4) ϭkéo o Độ bền xoắn (1,17-14) ϭkéo o Nhiệt độ nóng chảy: 12500C  Hệ số co: độ co dài từ 0.8-1% phụ thuộc vào nhiệt độ rót độ cản co (Tra cứu trang 90- bảng 23- sách Thiết Kế Đúc- Nguyễn Xuân Bông) Điều chỉnh kết cấu lựa chọn phương pháp đúc  Kết cấu đúc ban đầu có vị trí góc nhọn, góc đúc gây nên khuyết tật, ta điều chỉnh chút góc  Các lỗ gắn bulong châm dầu xem lượng dư cơng nghệ, bề mặt bích bề mặt lỗ có châm dầu thêm lượng dư gia công  Kết cấu tổng thể chi tiết không thay đổi 1.2 Chọn phương pháp đúc  Số lượng vật đúc nhỏ: 100 chi tiết Chi tiết không quan trọng Không yêu cầu cao độ bóng bề mặt  Vì số lượng chi tiết q phức tạp nên ta dùng phương pháp đúc khuôn kim loại tỉnh đúc áp lực, bề dày chi tiết nhỏ không cho phép đúc khuôn kim loại áp lực bị biến trắng (hợp kim đúc gang xám) Khn mẫu chảy khn mẫu hóa khí không sử dụng sản lượng thấp không đủ khấu hao cho chi phí chế tạo mẫu Tuy nhiên sản xuất với số lượng lớn phương pháp đúc nên xem xét trước hết dễ dàng trình đúc xem xét đến vấn đề mặt phân khuôn mặt phân mẫu mà độ bóng bề mặt chi tiết lại cao  Do ta chọn phương pháp đúc khuôn cát Do yêu cầu chất lượng bề mặt không cao sản lượng đúc nhỏ ta dùng khuộn cát sét tươi với ruột làm cát nước thủy tinh để đảm bảo độ bền cho ruột  Ưu điểm phượng pháp đúc khn cát: Có thể sản xuất với sản lượng đúc hình dạng kích thước từ dơn giản đến phức tạp kích thức từ vài gam đến hàng chục  Nhược điểm: khơng đảm bảo ổn định kích thước, vật đúc có nhiểu khuyết tật đúc,… CHƯƠNG 2: LẬP BẢN VẼ VẬT ĐÚC 2.1 Chọn vị trí vật đúc khn rót-mặt phân khn-mặt phân mẫu: Phương án 1: Mặt phân khuôn:  Ưu điểm: mặt phân khuôn mặt phân mẫu, lấy mẫu khỏi khn  Khuyết điểm: chiều cao hịm khn lớn => tốn nhiều cát làm khuôn, hốc khuôn bền Phương án 2: Mặt phân khuôn  Ưu điểm: ụ cát treo, phần gia cơng nằm mặt mặt bên, sử dụng ruột đơn giản dễ chế tạo  Khuyết điểm: phần thân trụ bị tách làm hai phần gây sai lệch kích thước ráp khn Tuy nhiên có tính lượng dư gia cơng nên phần quan trọng lõi thân ổ trục đảm bảo độ xác gia cơng Kết luận: Với sản lượng đúc nhỏ (100 chi tiết), giá thành đúc gang không cao nên ta thấy phương án hợp lý kết cấu ruột đơn giản, cho giá thành tốt hai phương án 2.1 Sai lệch cho phép xác định lượng dư Sai lệch cho phép  Sản phẩm sản xuất đơn chiếc, sử dụng đúc khuôn cát-sét, mẫu rời gỗ, làm khuôn tay cấp xác III  Các giá trị bảng sai lệch giúp ta kiểm tra nhanh vật sau đúc để biết xem vật đúc có đạt hay phải loại bỏ  Sai lệch cho phép () vật đúc gang xám: Kích thước đo vật đúc Cấp xác III (mm) Sản xuất đơn Trên (+) Dưới(+) mm mm 100-200 Bảng sai lệch kích thước cho phép vật đúc (Lấy theo tiêu chuẩn GOCT 2009 - 55) Sai lệch cho phép khối lượng vật đúc: (Theo TCVN 385-70) Cấp xác III Khối lượng danh nghĩa Sản xuất đơn vật đúc (Kg) Sai lệch cho phép % khối lượng vật đúc Đến 80Kg Bảng sai lệch khối lượng cho phép vật đúc Lượng dư gia cơng khí: Đối với lỗ lắp ghép: Kích thước vật đúc Cấp xác III , sản xuất đơn 100 - 200 mm Đối với bề mặt gia công: cấp xác III: Lượng dư khoảng kích Kích thước chốn chỗ lớn chi tiết, mm Vị trí bề mặt chi tiết đúc  260 , mm 126nghĩa thước >danh Phía 5,5 120-260 Phía dưới, bên 4,5 Lượng dư gia công bề mặt [1] Lượng trừ co: Nhóm vật đúc Vật đúc làm gang xám Độ co,% Bị cản trở Tự 0,8 Lượng co theo chiều dài vật đúc Đối với vật đúc khuôn tươi trị số nhân với 1,2 Nếu khn có cản co mạnh lượng trừ co giảm chừng 10-20 % Lượng dư công nghệ:  Đối với lỗ, r nh, chỗ hõm hốc  Không đúc lỗ lắp bu lông châm dầu Ø14  Thay đổi kết cấu để dể rút mẫu lắp khn, tăng góc bo trịn để tránh nứt cháy dính cát Tính tốn kích thước sau có lượng dư gia cơng: Đường kính lỗ: (32-6×2)= 20 mm Bề dày mặt gia công lỗ: 4,5 Chiều dài lỗ: (45+4,5×2) = 54 mm Chiều cao chân đế đỡ: 14 + 4.5 = 18.5 mm CHƯƠNG : CHỌN VẬT LIỆU LÀM KHUÔN 6.1 Giới thiệu hỗn hợp làm khuôn: Vật liệu bản: cát làm khuôn, đóng vai trị chất chịu nhiệt, tạo độ bền tổng thể khn Chất dính: có tác dụng liên kết hạt cát lại tạo độ bền cho khuôn Chất phụ gia: chất sử dụng với lượng nhỏ để bổ sung số tính chất cho HHLK 6.2 Vai trị hỗn hợp làm khn: Trong q trình đúc, HHLK tiếp xúc với KL lỏng vật đúc dần hình thành HHLK tham gia vào trình phức tạp tương tác nhiệt, nhiệt hóa, hóa lý, khí … Những q trình tác động đến tính chất VĐ, cụ thể:  Nếu HHLK chịu nhiệt độ cao KL lỏng ngăn ngừa cháy dính cát nhiệt  Nếu nhiệt độ cao, HHLK khơng phản ứng hóa học với KL lỏng, oxit KL, khí KL ngăn ngừa cháy dính cát nhiệt hóa  Nếu HHLK có đủ độ xốp bảo đảm khí tránh khuyết tật khí  HHLK môi trường truyền nhiệt từ VĐ môi trường bên HHLK định tốc độ nguội VĐ cấu trúc HK đúc 6.3 Chọn hỗn hợp làm khuôn: (Làm khuôn cát sét) Vật liệu bản: cát thạch anh Nguồn gốc:  Là trầm tích nham thạch, tạo thành lắng đọng liên tiếp sản phẩm khoáng chất  Khai thác mỏ phương pháp lộ thiên  Nếu cát lẫn nhiều tạp chất thành phần hạt không nên cần phải làm giàu cát Thành phần tính chất:  Thành phần chính: SiO2  Tỉ trọng = 2,5-2,8 kg/dm3  Tnc = 1680 – 17130C  Màu phụ thuộc tạp chất: xám, vàng, đen …  Khi nung nóng có chuyển biến thù hình kèm thay đổi thể tích: 573, 870, 1170 oC Chất kết dính: sét cao lanh Yêu cầu:  Dễ phân bố lên bề mặt hạt cát thuận lợi cho việc chuẩn bị HHLK, giảm lượng chất dính  Độ bền riêng cao để giảm lượng chất dính  Khơng tác dụng hóa học với cát mẫu  Sinh khí ít, hút ẩm thấp  Giữ tính chất thời gian dài, dễ bảo quản  Ít nhiễm mơi trường, độc hại  Rẻ tiền, dễ tìm Ưu điểm sét cao lanh:  Độ bền tươi  Có tính thuận nghịch  Khơng độc hại  Rẻ, dễ tìm Nhược điểm sét cao lanh:  Độ bền khơ khơng cao  Tính in hình  Dễ sinh rỗ khí  Sinh nhiều bụi phá dỡ khuôn Chất phụ gia: o Là chất cho vào HHLK để cải thiện số tính chất cơng nghệ HHLK o Có thể trạng thái rắn lỏng CHƯƠNG 7: LẬP QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ NẤU LUYỆN HỢP KIM ĐÚC 7.1 Chọn lò nấu gang xám 12-28:  Ở hợp kim nấu cần đạt chất lượng cao, đảm bảo tiêu kinh tế, hành dễ, suất cao Sau xem xét loại hồ quang, cảm ứng, điện trở,… Thì ta thấy lị cảm ứng khơng lõi thích hợp  Lị dùng để nấu số mác thép hợp kim đặc biệt, đồng thời dùng thiết bị lị để tơi chi tiết máy móc, dụng cụ cắt gọt, vận hành tương đối đơn giản, chọn phối liệu tốt, vận hành lị bình thường đảm bảo suất lò cao tiêu thụ điện thấp 7.2 Chọn liệu:  Việc chọn liệu cho cảm ứng không lõi cần phân loại kĩ mặt thành phần Liệu cần sạch, rỉ, tạp chất có hại P,S (