Qua quá trình tìm hiểu thì chi tiết đúc là pulley trong máy nén khí, chức năng làm bánh đai truyền động; có các cánh làm xiên đóng vai trò như cánh quạt gió nhằm làm mát động cơ. Điều kiện làm việc: làm việc trong môi trường bình thường, chịu tải trọng thấp. mài mòn không cao, chi tiết làm việc chuyển động tròn với tốc độ cao.
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU - - BÁO CÁO: Chi tiết: BÁNH ĐAI GVHD: ThS Lê Quốc Phong Nhóm – L02: Họ & tên MSSV Lê Thanh Phúc V1202794 Thóng Mỹ Phú V1202767 Nguyễn Hữu Anh Tài V1203226 Nguyễn Cao Thạch V1203477 Ngày 26 tháng năm 2016 Mục lục Trang CHƢƠNG 1: NGHIÊN CỨU CHI TIẾT VÀ CHỌN PHƢƠNG PHÁP ĐÚC CHƢƠNG 2: LẬP BẢN VẼ VẬT ĐÚC CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ BẢN VẼ CÔNG NGHỆ ĐÚC 12 CHƢƠNG 4: THIẾT KẾ TẤM MẪU 21 CHƢƠNG 5: THIẾT KẾ HỘP RUỘT 24 CHƢƠNG 6: CHỌN HỊM KHN 26 CHƢƠNG 7: CHỌN HỖN HỢP LÀM KHUÔN VÀ RUỘT 28 CHƢƠNG 8: LẬP QTCN NẤU LUYỆN HỢP KIM ĐÚC 29 CHƢƠNG 9: TÍNH TỐN, ƢỚC LƢỢNG GIÁ THÀNH SẢN PHẨM 33 TÀI LIỆU THAM KHẢO: 37 CHƢƠNG 1: NGHIÊN CỨU CHI TIẾT VÀ CHỌN PHƢƠNG PHÁP ĐÚC 1.1 Đọc vẽ chi tiết đúc: Xác định bề mặt cần gia công Độ nhám bề mặt gia công Bề mặt chọn làm gia công thô, gia công tinh Thay đổi kết cấu vật đúc Vẽ lại vẽ 2D 1.2 Nghiên cứu điều kiện làm việc chi tiết đúc Qua trình tìm hiểu chi tiết đúc pulley máy nén khí, chức làm bánh đai truyền động c cánh làm xi n đ ng vai tr cánh quạt gi nh m làm mát động Điều kiện làm việc: làm việc mơi trường bình thường, chịu tải trọng thấp mài mịn khơng cao, chi tiết làm việc chuyển động tròn với tốc độ cao 1.3 Nghiên cứu vật liệu, u cầu cơ, lý, hóa tính chi tiết Do chi tiết làm việc mơi trường bình thường nên yêu cầu cơ, lý, h a tính chi tiết không đ i hỏi phải cao Đặc biệt yêu cầu bề mặt lắp dây đai phải bóng tránh rỗ khí tránh khuyết tật bề mặt để tránh gây m n dây đai ỗ lắp trục không c y u cầu chất lượng bề mặt lắp trục đ c then để cố định nhi n, lỗ lắp trục vành y u cầu c độ đ ng tâm c dung sai cho phép mm, chi tiết hoạt động tốc độ cao bề mặt b n moay y u cầu độ song song, dung sai cho phép , y u cầu vuông g c với mặt với dung sai cho phép mm mm ặt vành y u cầu độ b ng bề mặt tương t bề mặt lắp đai ác bề mặt c n lại không c y u cầu Vật liệu đúc chi tiết chọn gang xám mơi trường làm việc khơng phải mơi trường c tính ăn m n hố học cao, lý tính khơng khắt khe ơn nữa, gang xám c giá thành rẻ dễ nấu luyện, có nhiệt độ nóng chảy thấp thép °C) không đ i hỏi khắt khe tạp chất Gang xám c tính đúc tốt khả tắt âm cao, tổ chức xốp n n ưu điểm cho vật liệu cần bôi trơn c chứa dầu nhớt Tuy vậy, gang xám dịn, khả chống uốn kém, khơng thể rèn Khi làm nguội nhanh khuôn, gang bị biến trắng, đặc biệt vị trí c thành mỏng, gây gi n, khó gia cơng khí Gang xám dễ đúc thể điểm sau: Chảy lỗng tốt, hình dáng chi tiết đúc c thể phức tạp Khi đông đặc co ngót có s graphit hóa kết tinh, đúc gang xám khơng hay dùng đậu ngót o sau đơng đặc nhỏ nên gây ứng suất, nứt; phần lớn đúc xong không cần ủ khử ứng suất, kích thước tương đối ổn định ác gang l a chọn GX -36 Thành phần hoá học C Si Mn P S 3,4 – 3,6 1,7 – 2,1 0,5 – 0,8 < 0,3 < 0,15 Thông số Độ bền uốn (kg/mm2) 36 Độ bền kéo kg mm2) 18 Độ cứng 170 - 229 hiệt độ n ng chảy theo giản đ Khối lượng ri ng kg dm3) 7,25 Độ co 0,9 Tổ chức Khối lượng chi tiết kg e – C) eclit – erit, graphit trung bình 13,04 1.4 Nghiên cứu cách gia cơng, vị trí lắp gá gia cơng chi tiết chọn chuẩn gia cơng Qua q trình tìm hiểu chi tiết rút chi tiết cần gia công : - Bề mặt lắp dây đai, bề mặt vành lắp đai cần gia công mài với độ nhám Rz μm - ề mặt b n moay y u cầu gia công với độ nhám - ỗ gia công b ng phương pháp doa lỗ - z μm nh then gia công b ng phương pháp xọc r nh then Chọn bề mặt chuẩn gia công: Ở ta c chi tiết bánh đai yêu cầu điều kiện làm việc lúc quay phải ổn định, cụ thể cân b ng động cao Do đ độ đ ng tâm lớn Ta chọn bề mặt chuẩn gia công sau Chọn để cố định mặt ngồi trục r i tiến hành gia cơng đ ng tâm trục bên vành biên bên Sau đ chọn mặt gia công tinh (trục b n để gia công bề mặt tiếp xúc với dây đai Vì y u cầu làm việc bánh đai cần độ đ ng tâm cao bề mặt tiếp xúc với dây đai c độ nhẵn bóng lớn 1.5 Xác định loại hình sản xuất đúc: Sản xuất hàng loạt khối sản phẩm năm 1.6 Điều chỉnh kết cấu vật đúc lựa chọn phƣơng pháp đúc Ưu điểm: - Giúp chi tiết nh , ổn định trình làm việc - Giảm bớt nguyên vật liệu - Giảm ứng suất đúc Do sản lượng đúc không lớn nên chọn phương pháp đúc khuôn cát sét, làm khuôn tr n máy, sử dụng m u để làm khuôn, ruột gỗ, CHƢƠNG 2: LẬP BẢN VẼ VẬT ĐÚC 2.1 Lựa chọn hƣớng vật đúc khuôn - Khi l a chọn hướng vật đúc khuôn cần d a vào tiêu chí sau : + Những phần quan trọng chi tiết cần sít chặt, bề mặt gia cơng quan trọng, lớn n n đặt phần khn (ví dụ phần sống trượt thân máy tiện, bề mặt bánh + Nếu th c điều n u tr n đặt mặt d ng đứng nghi ng để tránh khuyết tật rỗ xỉ, rỗ khí + Nếu nguy n nhân đ mặt gia công quan trọng bắt buộc phải đặt quay phía phải tạo điều kiện để khuyết tật đúc rỗ co, rỗ xỉ, rỗ khí ) sinh phần vật đúc mà sau đúc c thể cắt bỏ đậu hơi, đậu ngót, phần gia cơng khí + Những vật đúc b ng hợp kim c độ co lớn đơng nguội rót phải đặt vị trí đảm bảo cho hướng đơng kim loại khn phía bổ ngót cho đậu ngót + Đặt phần vật đúc c thành mỏng rộng phía khn n m nghi ng lúc r t để tránh khuyết tật thiếu, khớp vật đúc - Do vật đúc tr n xoay c tính đối xứng nên chọn vật đúc n m ngang tối ưu Hình vẽ 2.2 Chọn mặt phân khn mặt phân mẫu - Thông thường để đơn giản trình làm khn lấy m u nên chọn mặt phân khuôn trùng với mặt phân m u, chi tiết ta sử dụng m u nguy n - ác phương án chọn mặt phân khuôn : PA : Ưu Điểm: Dùng m u nguy n n n phương án làm m u dễ dàng tránh s cố xảy q trình làm khn với m u Hầu hết mặt gia cơng n m phía h m khn dưới, bảo đảm tính cơng nghệ Vật đúc n m ngun h m khn dưới, hịm khn thấp, dễ lấy m u, tránh làm vỡ hay nứt khuôn thao tác Dễ đặt ruột vào khuôn đặt vững nhờ hai đầu gác ruột mà khơng cần đến chất dính hay gia cố thêm không bị biến dạng trọng lượng hay áp l c kim loại Ruột dễ khí Tránh rót thiếu khuyết tật dễ dàng đặt ống rót hệ thống bù ngót khn Nhược điểm: Chi tiết lớn, làm m u lớn, hịm khn lớn d n đến việc làm khn b ng tay khó, tốn nhiều cơng sức l c lượng lao động Phải đặt nhiều đậu ng t để bù ngót nên tiêu tốn nhiều nguyên nhiên liệu PA : Ưu điểm phương án : Làm khuôn dễ Nhược điểm phải làm m u bổ đôi Làm giảm s xác lắp khn 2.3 Xác định lƣợng dƣ gia công: 2.3.1 Lượng dư gia công khí: - Sản lượng đúc chi tiết năm, loại hình sản xuất hàng loạt khối hương pháp làm khuôn b ng máy, sử dụng m u nhôm đ , ta xác định - cấp xác cho vật đúc cấp I - Ta có bề mặt cần gia cơng khí - Mặt bên moay • Kích thước chốn chỗ lớn vật đúc 46 mm • Kích thước danh nghĩa n m khoảng lớn • Tra bảng 19 - ượng dư cho gia công vật đúc b ng gang xám (theo TCVN mm nhỏ mm 385 – 70) Ta có giá trị tương ứng với mặt phía moay khn , mm, mặt phía mm ặt b n của vành lắp đai • Kích thước chốn chỗ lớn vật đúc 46 mm • Kích thước danh nghĩa n m khoảng • Tra bảng 19 - ượng dư cho gia công vật đúc b ng gang xám (theo TCVN d mm 385 – 70) Ta có giá trị tương ứng với mặt phía vành khn 3,5 mm, mặt phía mm - Mặt nghiêng rãnh lắp đai mặt vành lắp đai • Kích thước chốn chỗ lớn vật đúc 46 mm • Kích thước danh nghĩa n m khoảng nhỏ • Tra bảng 19 - ượng dư cho gia công vật đúc b ng gang xám (theo TCVN mm 385 – 70) Ta có giá trị lượng dư tương ứng với mặt nghi ng 2, mm mặt mm ặt lỗ lắp then • Kích thước lớn vật đúc 46 mm • Vật đúc thuộc nh m , nh m sản xuất đơn chiếc, n n lượng dư cho lỗ lấy giá trị mm Giá trị tra bảng – ượng dư lớn để gia công khí lỗ lắp ghép vật đúc b ng gang xám ình dạng kích thước m u mơ tả vẽ đính kèm 23 CHƢƠNG 5: THIẾT KẾ HỘP RUỘT Kết cấu hộp ruột yếu tố định - ình dáng kích thước ruột - ơng nghệ chế tạo ruột Trong này, ruột thiết kế ruột cát nh a uran chế tạo b ng công nghệ otbox ông nghệ c thể mô tả sau, ruột cát sau cấp vào hộp ruột đ gia nhiệt l n đến khoảng hình thành lớp vỏ ruột, lớp vỏ đ ng rắn lại tạo thành hình cho ruột Khi rót kim loại lỏng vào khn, lớp vỏ tiếp xúc với kim loại lỏng có nhiệt độ cao phân huỷ, hình thành lớp khí mỏng bề mặt làm việc ruột, bảo vệ vật đúc khỏi bị cháy dính cát Ruột cát chế tạo b ng máy làm ruột HotBox Z8612 hãng MGM Germany Thông số kỹ thuật máy sau Khối lượng ruột tối đa, kg 12,5 Kích thước hộp ruột đứng), mm 400x350x510 24 Kích thước hộp ruột (ngang), mm 500x450x350 Đường kính ép, mm 300 Dung tích phễu chứa cát, lít 80 Kích thước ép gia nhiệt, mm 350x320 Khối lượng, kg 1300 ùng với thiết kế ruột mục , chương thước hộp ruột đứng hình , ta xác định hình dáng kích ộp ruột bổ đứng n m dọc ố trí ruột hộp ruột 25 CHƢƠNG 6: CHỌN HỊM KHN 6.1 Chọn kích thƣớc h m khn: Ở chương V, ta đ chọn kích thước sơ hịm khn, với kích thước hòm thuộc dạng hòm nh dùng cần trục Tra bảng 69 trang 279 sách Thiết kế đúc chỉnh sửa đơn giản hố, ta c kích thước biên dạng thành h m đúc sau: c đẩy rchimedes l n khuôn tr n Với Pđ l c đẩy rchimedes, khối lượng ri ng kim loại, 71,1 N/dm3 V thể tích tính t điểm tiếp xúc kim loại lỏng mặt thoáng kim loại lỏng cốc r t thể tích phần chất lỏng bị chiếm chỗ , dm3 c đè khuôn cần thiết 26 Với l c đè khuôn cần thiết, k hệ số an toàn, k , –3 Pđ l c đẩy archimedes, G trọng lượng khuôn, G = Gcát + Gh m khuôn = 133,44.11,76 + 17,22.71,6 = 2802,2 N hư vậy, cần phải đè khuôn b ng tạ, sử dụng tạ tạ 27 kg để đè khn CHƢƠNG 7: CHỌN HỖN HỢP LÀM KHN VÀ RUỘT Vật liệu làm khuôn Tốc độ đông đặc vật đúc, chất lượng chi tiết, đinh chất lượng khuôn đúc, mà đ chủ yếu hỗn hợp làm khuôn hỗn hợp làm ruột.chính tính lý nhiệt hỗn hợp làm khuôn ảnh hưởng lớn tới s đông đặc vật đúc Độ bền hỗn hợp phụ thuộc vào kích thước hạt cát, bề mặt chi tiết phụ thuộc vào độ hạt độ hạt át c độ hạt lớn, tập trung, mặt nhẵn cho hỗn hợp c độ thơng khí cao, tính chảy cao át chọn cát thạch anh Thành phần khoáng Thạch anh, fenspat, mica, oxit sắt, cacbonat,đất sét Do khối lượng vật đúc -2 kg đúc khuôn cát sét tươi họn cát thạch anh cỡ hạt v a Tên cát h m hạt cát v a Kích thước nh m hạt Ký hiệu cũ Ký hiệu 50/100 016 0315 02 016 hất dính họn sét betonit-canxi chi tiết đúc gang thành mỏng Đặc tính sét betonit canxi Độ bề nén cao,khả trộn lớn, độ bền nén khô thấp, độ bền nén nung thấp, khả chống chết thấp, bền ỗn định nhiệt độ cáo thấp, tính chảy hỗn hợp tốt,chống lại khuyết tật d n nở cát thấp, công phá khuôn bị lung lắc cao họn hỗn hợp làm khuôn àm khuôn cát sét tươi khối lượng khoảng -2 cát áo khuôn tuơi đúc gang 28 , tra bảng thành phần hỗn hợp Vật đúc Thành phần hỗn hợp theo khối lượng Khối hiều lượng dày lượng (kg) thành sét (mm) (%) 25 8-10 20-200 àm Thành Tính chất át át ột Độ Độ Độ bền phần độ cũ than ẩm thơng nén hạt (%) (%) (%) (%) khí k (kG/ 016A,02A 75- 22-51 3-4 4-5,5 40-60 0.30-0.50 45 21-50 4-5* ) 50-70 Thành phần hỗn hợp cát làm khuôn tươi đúc gang Vật đúc Thành phần hỗn hợp theo khối lượng Khối hiều lượng dày lượng phần (kg) thành sét độ hạt (mm) (%) 25 8-10 20-200 àm Thành át cũ (%) át ột Độ Độ Độ bền than ẩm thơng nén (%) (%) (%) khí k (kG/ 0,7-0,8 4-5,5 40-60 0.30-0.50 016A, 94,3-92,3 5-7 02A 93,2-89,2 6-10 29 Tính chất 50-70 ) CHƢƠNG 8: LẬP QTCN NẤU LUYỆN HỢP KIM ĐÚC 8.1 Chọn lò nấu Ta chọn lị cảm ứng khơng lõi sắt để nấu 8.2 Xác định dung tích lị Sản lượng vật đúc Số ngày làm việc chi tiết năm năm khoảng 300 ngày Số chi tiết đúc ngày Khối lượng vật đúc Khối lượng hệ thống r t chi tiết kg K VĐ * , , kg Khối lượng chi tiết = 22,2 kg Khối lượng kim loại lỏng/ngày = 167*17 = 3707,4 kg Do có cháy hao , tháo xỉ trình nấu nên chọn khối lượng kim loại lỏng/ngày = 4000 kg Chọn chế độ nấu mẻ/ngày => dung tích lị = 2000kg/mẻ 8.3 Nguồn liệu để nấu Mác cần nấu : GX 18-36 thành phần bảng sau : %C %Si %Mn %P %S 3,4 – 3,6 1,7 – 2,1 0,5 – 0,8 < 0,3 < 0,15 Sử dụng ngu n liệu gang thỏi có thành phần mác cần nấu o Một số lưu ý dùng liệu lị cảm ứng khơng lõi sắt : liệu cho vào lị phải sạch, rỉ, khơng dính dầu mở kích thước cục liệu khơng q to dài 30 Bảng kích thước cục liệu tương ứng với tần số sử dụng Tần số lò [Hz] Kích thước cục liệu [mm] 500000 1.5 10000 10-12 2000 25-30 1000 35-40 50 100-150 8.4 Kích thƣớc lị Dung tích lị 1500 Kg/mẻ d a vào bảng mối quan hệ dung tích l , kích thước cuộn cảm ứng kích thước lị sách luyện thép l điện – Phạm Phố Kích thước lị : + Độ dày đáy : 300mm + Chiều sâu : 970mm + Độ dày tường l Tr n mm Dưới mm + Đường kính phía n i lị : 1250mm Kích thước cuộn cảm ứng : + chiều cao : 1100mm + đường kính :1100mm 8.5 Quy trình cơng nghệ Q trình nấu luyện bao g m : chất liệu , nấu chảy liệu tinh luyện Ngu n liệu phoi gang thỏi n n chọn chế độ lị tần số cơng nghiệp: f= 50Hz Dung lượng lị : 2T/mẻ => cơng suất định mức đm Suất ti u hao điện Kwh T mẻ nấu ti u hao Chế độ điện lò chạy lần đầu : + 0- phút đầu , công suất đưa vào l + 10-20 phút tiếp theo, P = 40- -4 đm 31 đm KW Kwh điện + 20-30 phút sau, P= 50- đm , kết thúc giai đoạn nấu chảy liệu + 5-10 phút , giữ P = 40- đm + sau 10-2 phút , tăng công suất P lên 50- 32 đm rót CHƢƠNG 9: TÍNH TỐN, ƢỚC LƢỢNG GIÁ THÀNH SẢN PHẨM 9.1 Giá thành cho kim loại: Ta đ c thể tích kim loại cần thiết để rót cho chi tiết 2825548 mm3 khối lượng kim loại 20,5 kg Đầu tiên ta tính chi phí cho lượng điện để nấu lượng kim loại đ theo cơng thức: Với: Cen : chi phí cho lượng điện, VND Ect giá điện công nghiệp năm , V D kW.h Mme lượng nấu chảy tối thiểu, 0,39 kW.h/kg Fff : hiệu suất l , thường lấy 80% Ta tính chi phí lượng điện là: Chi phí cho nguyên liệu r t tính theo cơng thức: Trong đ Crm chi phí cho liệu thơ, V D kg liệu vào c chi phí khoảng VND/kg) Clk chi phí vận hành l , V D kg khoảng V D kg Cfk : chi phí cố định cho lị nấu, V D kg khơng tính đến chi phí đầu tư cho l uối tính tốn chi phí kim loại đúc xong, xác định công thức 33 ( Với ) Wp lượng kim loại r t vào khuôn, kg tỉ trọng kim loại, kg dm3 Vfc thể tích vật đúc sau loại bỏ hệ thống r t, dm3 Ccv giá phế liệu, V D kg Sg tỉ lệ phế phẩm, thường 9.2 Chi phí cho cát: hi phí cho cát làm khn tính sau Thể tích cát cần dùng Vccd = 93,84 dm3 Khối lượng cát cần dủng hi phí sử dụng cát ccd1 , = 131,38 kg x V D chi tiết Tuy nhi n, hỗn hợp làm khn hồn toàn c thể thu h i để tái sử dụng, lượng cát cũ sử dụng 96 vậy, chi phí cát cho t ng sản phẩm V D sản phẩm Mccdt = (197070 x (1 + 50000x0,03))/500 hi phí cho ruột cát tính theo công thức Với cs tỉ trọng ruột cát, , kg dm3 Vc thể tích ruột cát, dm3 Ccs giá ruột cát, V D kg Sc tỉ lệ ruột bị vỡ, 34 hư 9.3 Chi phí cho cơng c : hi phí cho cặp đỡ m u hôm đặt mua, với nhôm khổ x2 x , trọng lượng ,2kg, chi phí 4.000 VND hi phí gia cơng m u m u kim loại ( Với ) Rt chi phí gia cơng, V D m2 X : 0,1npi, độ phức tạp hình học bi n dạng m u Ap tiết diện chiếu bi n dạng l n m u, cm2 npi số lượng bi n dạng hình học = 4.484.180 VND hư vậy, tổng chi phí cho m u ( ) VND 9.4 Chi phí cho qu tr nh sản uất: G m phần + hi phí làm ruột, khn - uột [ Trong đ cs tỉ ruột cát, ] kg m3 Vc thể tích ruột, m3 35 Pff suất làm việc, thường lấy Rcm chi phí cho công nhân làm ruột, Pcm tốc độ làm ruột, 4V Dh kg h công nhân Sc tỉ lệ ruột hỏng, lấy [ - V D ruột ] Khuôn: [ Trong đ ] Rmp chi phí làm khn cho cơng nhân, c thể tính theo cơng thức Rmp = 38,5 + 1,413(L+W) =38,5 + 1,413(69,4 + 66,4)=230$/h ~ 5141806 VND Nc số lượng hốc khuôn Pmp tốc độ làm khuôn, 13,6 khuôn/công nhân/h Sm tỉ lệ đúc hỏng, Pff hiệu suất làm việc, [ - ] hi phí làm Tổng thời gian làm vật đúc s vật đúc Tổng chi phí làm 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO: Thiết kế đúc – Nguyễn Xuân Bông, Phạm Quang Lộc – Nhà xuất khoa học kỹ thuật năm Slide giảng – thầy Lê Quốc Phong 37 ... cao, chi tiết làm việc chuyển động tròn với tốc độ cao 1.3 Nghiên cứu vật liệu, yêu cầu cơ, lý, hóa tính chi tiết Do chi tiết làm việc mơi trường bình thường nên u cầu cơ, lý, h a tính chi tiết. .. NGHIÊN CỨU CHI TIẾT VÀ CHỌN PHƢƠNG PHÁP ĐÚC CHƢƠNG 2: LẬP BẢN VẼ VẬT ĐÚC CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ BẢN VẼ CÔNG NGHỆ ĐÚC 12 CHƢƠNG 4: THIẾT KẾ TẤM MẪU 21 CHƢƠNG 5: THIẾT KẾ HỘP RUỘT... lượng chi tiết kg e – C) eclit – erit, graphit trung bình 13,04 1.4 Nghiên cứu cách gia cơng, vị trí lắp gá gia công chi tiết chọn chuẩn gia cơng Qua q trình tìm hiểu chi tiết rút chi tiết cần