Đồ án Thiết kế mặt bằng phân xưởng nhiệt luyện piston sản lượng 700 000 chi tiết năm. Đồ án dùng cho chuyên ngành Vật liệu Kim loại và Hợp kim. Đồ án thiết kế Phân xưởng nhiệt luyện không những giúp sinh viên tìm hiểu và xây dựng được quy trình nhiệt luyện cụ thể đối với chi tiết mà còn tính toán, quy hoạch được không gian để có thể xây dựng được một phân xưởng nhiệt luyện với năng suất thực tế giúp sinh viên rèn luyện được kĩ năng cần thiết cho công việc của một kĩ sư tương lai sau này.
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU BỘ MÔN VẬT LIỆU KIM LOẠI VÀ HỢP KIM ĐỒ ÁN NHIỆT LUYỆN- CÁN KÉO ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG NHIỆT LUYỆN CHI TIẾT PISTON SẢN LƯỢNG 700000 CHI TIẾT/ NĂM Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2021 27 ĐỐ ÁN NHIỆT LUYỆN- CÁN KÉO LỜI NĨI ĐẦU Cơng nghệ nhiệt luyện q trình làm thay đổi tính chất vật liệu (chủ yếu vật liệu kim loại) cách thay đổi cấu trúc bên mà khơng làm thay đổi hình dáng kích thước chi tiết Trên thực tế, có vật phẩm kim loại chế tạo mà lại khơng trải qua q trình xử lý nhiệt, q trình mà kim loại nung nóng làm nguội chế độ kiểm soát nghiêm ngặt nhằm cải thiện tính chất tuổi thọ vật liệu Nhiệt luyện làm mềm kim loại để tăng cường khả tạo hình Nó làm chi tiết trở nên cứng hơn, để cải thiện độ bền Cơng nghệ cịn có khả phủ bề mặt cứng lên mềm, để tăng khả chống mài mịn Nó cịn tạo lớp chống ăn mịn bề mặt chi tiết, để bảo vệ chi tiết khỏi tác nhân có hại từ mơi trường Và nhiệt luyện cịn làm cho vật liệu giịn trở nên dẻo dai Đồ án thiết kế Phân xưởng nhiệt luyện khơng giúp sinh viên tìm hiểu xây dựng quy trình nhiệt luyện cụ thể chi tiết mà cịn tính tốn, quy hoạch khơng gian để xây dựng phân xưởng nhiệt luyện với suất thực tế giúp sinh viên rèn luyện kĩ cần thiết cho công việc kĩ sư tương lai sau ii ĐỐ ÁN NHIỆT LUYỆN- CÁN KÉO MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Nhiệm vụ đề tài 1.2 Giới thiệu piston 1.3 Cấu tạo piston 1.3.1 Đỉnh piston 1.3.2 Đầu piston 1.3.3 Thân piston 1.4 Chức piston CHƯƠNG 2: ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC VÀ LỰA CHỌN VẬT LIỆU 2.1 Điều kiện làm việc 2.2 Yêu cầu vật liệu chế tạo CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÍ THUYẾT NHIỆT LUYỆN 12 3.1 Giản đồ trạng thái Fe-C 12 3.2 Giản đồ phân hóa đẳng nhiệt thép 13 3.3 Các trình nhiệt luyện 13 3.3.1 Quá trình ủ 13 3.3.2 Q trình tơi 15 3.3.3 Quá trình ram 17 3.3.4 Quá trình thường hóa 18 CHƯƠNG 4: QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ NHIỆT LUYỆN 19 4.1 Quy trình cơng nghệ 19 4.2 Lựa chọn thiết bị nhiệt luyện 19 4.3 Tính tốn chế độ nhiệt luyện 19 4.3.1 Hóa già 19 4.3.2 Kiểm tra sau nhiệt luyện 21 CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG 22 5.1 Đặc tính chi tiết 22 5.2 Kế hoạch sản xuất phân xưởng 22 5.3 Tính tốn thiết bị 22 CHƯƠNG 6: QUY HOẠCH MẶT BẰNG 24 6.1 Yêu cầu diện tích mặt phân xưởng 24 6.1.1 Yêu cầu chung 24 iii ĐỐ ÁN NHIỆT LUYỆN- CÁN KÉO 6.1.2 Tính tốn diện tích mặt phân xưởng 25 6.2 Cách bố trí mặt phân xưởng 26 TÀI LIỆU THAM KHẢO… 27 iv ĐỐ ÁN NHIỆT LUYỆN- CÁN KÉO DANH SÁCH HÌNH ẢNH Hình 1 Hình ảnh piston Hình Cấu tạo piston Hình Piston đỉnh Hình Piston đỉnh lồi Hình Pison đỉnh lõm Hình Các dạng buồng cháy đỉnh piston Hình Đầu piston Hình Kết cấu đầu piston Hình Nhiệt độ hoạt động piston động ô tô chịu tải [4] Hình 2 Tính chất học hợp kim nhôm nhiệt độ khác [5] Hình Giản đồ trạng thái Fe-C 12 Hình Kích thước gá dạng sọt 27 v ĐỐ ÁN NHIỆT LUYỆN- CÁN KÉO DANH SÁCH BẢNG SỐ LIỆU Bảng Thành phần hóa học hợp kim AlSi12CuMgNi [6] 10 Bảng 2 Cơ tính AlSi12CuMgNi nhiệt độ khác [6] 10 Bảng Cơ tính điều kiện nhiệt luyện AlSi12CuMgNi [6] 10 Bảng Thành phần hóa học mác thép 38CrMoAl 10 Bảng Cơ tính 38CrMoAl [7] 10 Bảng Cơ tính điều kiện nhiệt luyện 38CrMoAl 11 Bảng Piston động 1985 Ford 210 HP 302 V8 19 Bảng Kích thước lị II- H34 19 vi ĐỐ ÁN NHIỆT LUYỆN- CÁN KÉO CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Nhiệm vụ đề tài - Lựa chọn vật liệu phù hợp xây dựng quy trình nhiệt luyện cho piston - Quy hoạch xếp hợp lý mặt phân xưởng - Hiểu yêu cầu làm việc chi tiết piston - Nắm sở lý thuyết trình nhiệt luyện 1.2 Giới thiệu piston Piston (còn gọi tiếng lóng hay trái) phận động cơ, máy bơm dạng piston, máy nén khí xi lanh Đối với động đốt trong, piston có nhiệm vụ với xi lanh nắp máy tạo thành buồng đốt Piston nhận áp suất giãn nở khí cháy truyền lực cho trục khuỷu để sinh cơng q trình nổ nhận lực từ trục khuỷu để thực trình nạp, nén thải (động đốt thì), động đốt piston cịn thực chức làm van đóng mở cửa hút cửa xả Hình 1 Hình ảnh piston 1.3 Cấu tạo piston Piston có dạng hình trụ rỗng, đầu kín, có nhiều gân hay gờ để tăng độ bền, cấu tạo piston chia làm ba phần: đỉnh, đầu thân ĐỐ ÁN NHIỆT LUYỆN- CÁN KÉO Hình Cấu tạo piston 1.3.1 Đỉnh piston Dựa vào cấu tạo buồng cháy, tỷ số nén, kích thước xi lanh phương pháp phun nhiên liệu mà đỉnh piston có dạng khác như: bằng, lồi lõm - Đỉnh bằng: diện tích chịu nhiệt nhỏ, cấu tạo đơn giản, sử dùng nhiều động xăng, động diezen buồng cháy xoáy lốc buồng cháy dự bị, kết cấu buồng cháy nằm nắp máy Hình Piston đỉnh - Đỉnh lồi :có sức bền lớn, đỉnh mỏng, nhẹ diện tích chịu nhiệt lớn Loại thường sử dụng động xăng bốn kỳ xu páp treo ĐỐ ÁN NHIỆT LUYỆN- CÁN KÉO Hình Piston đỉnh lồi - Đỉnh lõm : tạo xốy lốc nhẹ, tạo điều kiện cho việc hình thành hồ khí cháy Tuy nhiên, diện tích chịu nhiệt lớn so với đỉnh Loại dùng nhiều động xăng động diesel Hình Pison đỉnh lõm Ngồi thường gặp động diezen Đối với động diezen có buồng cháy đỉnh piston, kết cấu buồng cháy phải thỏa mãn yêu cầu sau tùy trường hợp cụ thể: – Phải phù hợp với hình dạng buồng cháy hướng chùm tia phun nhiên liệu để tổ chức hình thành hỗn hợp tốt (Hình e) ĐỐ ÁN NHIỆT LUYỆN- CÁN KÉO – Phải tận dụng xốy lốc khơng khí q trình nén Có thể kể đến dạng buồng cháy: buồng cháy delta (Hình f), buồng cháy omega (Hình g), buồng cháy MAN (Hình h) Hình Các dạng buồng cháy đỉnh piston 1.3.2 Đầu piston - Chứa rãnh xéc măng, riêng xéc măng xec măng dầu có khoan lỗ nhỏ xuyên thủng vào bên dầu bôi trơn từ xy lanh xéc măng gạt chảy vào piston vừa để làm mát vừa để bôi trơn chốt khuỷu với piston chốt khuỷu với truyền, tạo điều kiện thoát dầu nhanh hơn; ngược lại số trường hợp dầu bôi trơn lại chảy từ piston chảy xy lanh để bôi trơn vòi phun phun vào thành xy lanh bị vướng thân piston Hình Đầu piston