báo cáo giữa kỳ môn học phương pháp gia công đặc biệt

- Đúc trọng lực gravity casting là một trong những quá trình đúc được biết đếntứ khá lâu đời trong việc sản xuất, chế tạo các kim loại và các bộ phận hợp kim màu.Quá trình đúc trọng lực

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

BÁO CÁO GIỮA KỲMÔN HỌC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG ĐẶC BIỆT

Họ tên: Bùi Văn Khang Mã SV: 2050411200143

Lớp HP: 123CPPGCDB01 GV bộ môn: Ngô Tấn Thống

Mục Lục

Mục Lục 2

I Khái niệm gia công không phoi 1

1 Khái niệm 1

2 Một số phương pháp gia công không phoi phổ biến: 1

3 Ưu, nhược điểm của phương pháp gia công không phoi 2

II Các phương pháp gia công không phoi 3

III Phương pháp gia công đặc biệt không phoi: Đúc trọng lực 4

1 Khái niệm 4

2 Đặc tính 4

3 Quy trình công nghệ phương pháp đúc trọng lực 5

4 Ưu, nhược điểm 6

5 Đúc trọng lực được áp dụng trong đời sống 7

6 Ứng dụng của phương pháp đúc trọng lực 8

I. Khái niệm gia công không phoi.1 Khái niệm.

- Gia công không phôi là một phương pháp gia công cơ khí sao cho đảm bảo

khối vật liệu kim loại được giữ nguyên, không có kim loại thải ra Một trong số cácphương pháp gia công không phôi tiêu biểu là gia công biến dạng, gia công áp lựchoặc gia công nóng

- Trong gia công cơ khí, phôi là một thành phần quan trọng không thế thiếu tại

mọi giai đoạn Cụ thể “phôi” ở đây được phân chia ra thành 2 loại:

 Thứ nhất, “phôi” có thể hiểu là nguyên vật liệu đầu vào, trải qua quátrình gia công cơ khí để tạo ra sản phẩm hoàn chỉnh Ví dụ: những tấm inox cỡlớn là phôi, cần qua cắt gọt mài giũa để tạo nên chiếc muỗng inox là thànhphẩm

 Thứ hai, “phôi” còn được hiểu là phần vật liệu bị thải ra trong quá trìnhgia công tiện, phay, bào, cắt,… Ví dụ để tạo ra một chiếc muỗng inox người tasẽ dùng máy để gia công cơ khí cắt inox ban đầu và những phần inox thừa bị cắtra cũng được gọi là phôi Trong khái niệm gia công không phôi thì “phôi” sẽđược hiểu theo nghĩa thứ 2 này

Phương pháp gia công không phôi cho ra đời các sản phẩm được gọi là các khởiphẩm Chúng là chỉ mới được tạo hình sơ bộ, hình dáng còn thô, độ nhẵn bề mặtkhông cao Để đảm bảo độ tinh xảo, những khởi phẩm này cần phải trải qua quá trìnhcắt gọt, cắt laser,…để hoàn chỉnh

Tuy nhiên cũng có những trường hợp sản phẩm không cần phải cắt gọt (dokhông phải là bề mặt lắp ghép) Hoặc do bề mặt sản phẩm đã đảm bảo độ trơn nhẵn,chính xác cao nhờ áp dụng các phương pháp đúc áp lực, đúng chính xác theo khuônmẫu chảy, rèn khuôn chính xác,…

2 Một số phương pháp gia công không phoi phổ biến:

- CNC (Computer Numerical Control): Sử dụng máy CNC để gia công các chitiết từ các vật liệu không phôi Điều này bao gồm việc lập trình các hành động giacông và điều khiển máy tính để chính xác hoá quá trình gia công.

- Gia công EDM (Electrical Discharge Machining): Sử dụng các điện cực để tạora một dòng điện mạnh giữa công cụ gia công và vật liệu, tạo ra hiệu ứng tròn điện đểloại bỏ vật liệu và tạo hình

- Gia công lập trình cam: Đây là phương pháp sử dụng các lập trình cam để điềukhiển các máy gia công tự động Cam được thiết kế để có các hình dạng và kíchthước mong muốn, để điều khiển các sản phẩm cuối cùng

- Gia công laser: Sử dụng tia laser tạo ra nhiệt và áp dụng lực để tách, cắt hayhàn các vật liệu không phôi

Tuy nhiên, các phương pháp gia công không phôi khác nhau có ưu điểm và hạnchế riêng Việc lựa chọn phương pháp phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể củacông việc và tính chất vật liệu đang được gia công

3 Ưu, nhược điểm của phương pháp gia công không phoi.- Ưu điểm của gia công không phôi:

+ Khi sử dụng phương pháp này thì quá trình gia công sẽ không tạo ra vật liệuthừa Vậy nên, giúp bạn tiết kiệm được rất nhiều vật liệu; tránh việc gây lãng phí, thấtthoát vật liệu Bên cạnh đó, giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường

+ Phương pháp này gia công vật liệu trong thời gian ngắn, rất dễ gia công Vàkhông đòi hỏi kinh nghiệm của người vận hành

+ Tiết kiệm được nhiều chi phí trong gia công Như việc bạn không cần phải tốnchi phí cho dụng cụ cắt gọt; cũng như sự hao mòn của chúng trong gia công

+ Một số sản phẩm sẽ có thể sử dụng luôn được ngay sau khi gia công Vậy nên,tiết kiệm được rất nhiều thời gian và giá thành sản phẩm rẻ hơn

- Nhược điểm của phương pháp này:

2

+ Một số sản phẩm được tạo ra từ phương pháp này thường sẽ ở dạng thô Nó cóđộ nhẵn bề mặt không cao; không có độ tính xảo, tính thẩm mĩ thấp Vậy nên, để cóthể sử dụng thì cần phải trải qua thêm 1 giai đoạn gia công nữa Do đó, rất tốn thờigian.

II Các phương pháp gia công không phoi.- Gia công đúc: là phương pháp nấu chảy kim loại thành trạng thái lỏng, rótchúng vào lòng khuôn đúc có hình dáng và kích thước theo yêu cầu và đợi kim loạiđông đặc lại

- Gia công rèn: là phương pháp sử dụng áp lực tác động lên kim loại ở thể rắnđể làm biến dạng chúng ra dạng thành phẩm hay bán thành phẩm

- Gia công dập nóng: là phương pháp sử dụng áp lực tác động lên kim loại ởnhiệt độ cực cao, khiến vật liệu biến dạng khống chế bởi lòng khuôn

- Gia công dập nguội: là phương pháp sử dụng áp lực làm biến dạng kim loạidưới dạng dẻo trong khuôn ở nhiệt độ phòng

- Gia công cán: là phương pháp cho vật liệu đi qua khe hở giữa hai trục cánquay ngược chiều nhau, khiến cho chúng bị biến dạng và mỏng đi

- Gia công ép: là phương pháp ép vật liệu kim loại đã được nung nóng qua lỗkhuôn để có được hình dạng và kích thước như yêu cầu

- Gia công kéo: là phương pháp gia công không phôi bằng cách cho vật liệu điqua lỗ khuôn kéo để tăng chiều dài, giảm tiết diện

- Gia công hàn: là phương pháp nung nóng vùng tiếp xúc của hai hay nhiều chitiết kim loại, sau đó dùng áp lực tác động để chúng dính chặt với nhau

- Gia công mài: là phương pháp làm nhẵn mịn bề mặt vật liệu kim loại, gia tăngđộ bóng sau khi khi gia công

Công nghệ gia công ép làm thay đổi kích thước của kim loạiNếu dựa trên điểm chung của các công nghệ trên để gộp chúng thành cácphương pháp thì gia công không phôi sẽ bao gồm 3 phương pháp chính:

- Gia công biến dạng: là phương pháp dùng ngoại lực tác động lên kim loại ởtrạng thái nóng hoặc nguội, khiến kim loại vượt quá giới hạn đàn hồi và thay đổi hìnhdạng, nhưng không thay đổi độ bền và tính liên kết của chúng.

- Gia công áp lực: là phương pháp nung nóng và ép phôi kim loại qua lỗ địnhhình để tạo hình như yêu cầu

- Gia công nóng: là phương pháp làm biến dạng phôi kim loại ở nhiệt độ cựccao

III Phương pháp gia công đặc biệt không phoi: Đúc trọng lực.1. Khái niệm

- Đúc trọng lực (gravity casting) là một trong những quá trình đúc được biết đếntứ khá lâu đời trong việc sản xuất, chế tạo các kim loại và các bộ phận hợp kim màu.Quá trình đúc trọng lực thường được áp dụng trên các sản phẩm đúc bằng nhôm, kẽmhoặc đồng cho chất lượng chi tiết đạt trình thẩm mĩ tốt và gia công được những chitiết lớn

2. Đặc tính.- Phương pháp đúc trọng lực tiến hành bằng việc rót kim loại nóng chảy từ nồinấu kim loại và điền đầy kim loại vào trong khuôn dưới lực hấp dẫn, không sử dụngkhí nén, chân không hoặc lực ly tâm Khi kim loại kết tinh dưới trọng lực, sản phẩmhoàn thiện

- Khuôn đúc trọng lực thường được làm bằng đá, cát, than hay thạch cao vì đâylà những vật liệu dễ tạo hình, không bị vỡ khi bất ngờ tiếp xúc với nhiệt độ cao,không dễ bị biến dạng và giá thành rẻ, được phân phối rộng rãi trên thị trường

- Các chi tiết vật đúc bằng công nghệ đúc trọng lực thường là các chi tiết khôngquá phức tạp, không có yêu cầu quá cao về độ chính xác và có thể đúc với những sảnphẩm có khối lượng lớn

4

Hệ thống máy đúc trọng lực3. Quy trình công nghệ phương pháp đúc trọng lực.- Quy trình đúc áp lực nhôm, kẽm, hay đồng đều cần trải qua 3 bước cơ bản sau:+ Bước đầu tiên là làm nóng khuôn phủ lên đó một lớp mỏng chất chống dính giúptách khuôn và đồng thời chuẩn bị sẵn một chất phủ ngoài đóng vai trò là chất làm mátcho vật đúc sau khi bộ phận được lấy ra khỏi khuôn.

+ Bước thứ hai, kim loại được làm nóng chảy và đổ và khuôn đến khi vật liệu lắpđầy toàn bộ các khoang trong khuôn Kim loại được định lượng hoặc đổ bằng tay bằngcách sử dụng muôi Thông thường, hợp kim có thể đi vào các khoang của khuôn từ phầndưới khuôn để trọng lực nén xuống nhanh hơn, góp phần làm giảm sự hình thành các lỗkhông khí trong khuôn, giúp vật đúc bền chắc và khít sát hơn khi hoàn thiện thành phẩm

+ Cuối cùng, sau khi bộ phận đúc được làm mát, khuôn được mở bằng cách sửdụng công cụ cơ khí hoặc bằng tay Sản phẩm đúc được lấy ra kết thúc quy trình đúc.

\4. Ưu, nhược điểm

Phương pháp đúc trọng lực có những ưu điểm và hạn chế như sau:Ưu điểm:

1 Độ chính xác cao: Phương pháp đúc trọng lực cho phép tạo ra các chi tiết có độchính xác cao, đảm bảo tính chính xác và đồng nhất của sản phẩm

2 Bề mặt hoàn thiện tốt: Với việc nước đúc chảy tự do trong khuôn, phương phápđúc trọng lực tạo ra các bề mặt hoàn thiện tốt, ít có các lỗi như vết nứt, vết trầy xước haybể nổi

3 Khả năng đúc các chi tiết mỏng và phức tạp: Phương pháp đúc trọng lực cho phépđúc các chi tiết có độ mỏng và hình dạng phức tạp mà các phương pháp đúc khác khôngthể thực hiện được

4 Tiết kiệm vật liệu: Do việc đúc trọng lực có thể tạo ra các chi tiết mỏng và tườngmỏng, nên phương pháp này giúp tiết kiệm vật liệu so với các phương pháp đúc khác

6

Nhược điểm:1 Đòi hỏi kỹ thuật cao: Phương pháp đúc trọng lực đòi hỏi kỹ thuật và kinh nghiệmcao trong việc điều chỉnh quá trình đúc, từ lựa chọn vật liệu, thiết kế khuôn đúc đến điềukiện nhiệt và áp lực.

2 Chi phí cao: Vì yêu cầu kỹ thuật cao và cần sử dụng các thiết bị đặc biệt để đảmbảo quá trình đúc thành công, nên phương pháp đúc trọng lực có chi phí cao hơn so với cácphương pháp đúc truyền thống

3 Thời gian sản xuất dài: Quá trình chuẩn bị khuôn đúc và tạo ra các chi tiết đòi hỏithời gian dài, từ việc chuẩn bị khuôn, đúc và gia công sau đúc

4 Oxy hóa và ô nhiễm: Trong quá trình đúc trọng lực, có khả năng xảy ra hiện tượngoxy hóa và ô nhiễm từ vật liệu kim loại nóng chảy, gây ảnh hưởng đến chất lượng của sảnphẩm Việc sử dụng chất làm sạch và quá trình kiểm soát không khí trong quá trình đúc làrất quan trọng

Tóm lại, phương pháp đúc trọng lực có những ưu điểm nổi bật với độ chính xác cao,bề mặt hoàn thiện tốt và khả năng đúc các chi tiết mỏng và phức tạp Tuy nhiên, nó cũng cónhược điểm với yêu cầu kỹ thuật cao, chi phí cao và thời gian sản xuất dài

5. Đúc trọng lực được áp dụng trong đời sống.Đúc trọng lực được áp dụng trong những trường hợp sau:- Khi cần sản xuất các chi tiết kim loại có hình dạng phức tạp với độ chính xáccao Phương pháp đúc trọng lực cho phép tái tạo các chi tiết có đường cong phức tạp,góc cạnh sắc nét và bề mặt mịn màng

- Khi muốn giảm thiểu hoặc loại bỏ các bọt khí và hổn hợp trong quá trình đúc.Do quá trình đúc trọng lực diễn ra chậm hơn so với các phương pháp đúc khác, nên bọtkhí và hổn hợp có thể dễ dàng trôi lên mặt trên của kim loại nóng chảy, giúp tạo ra cácsản phẩm có chất lượng tốt hơn

- Khi cần sản xuất các chi tiết có độ bền cao Quá trình đúc trọng lực tạo ra cácsản phẩm có cấu trúc mịn, đồng nhất và mạnh mẽ Điều này giúp tăng độ bền, đặc biệtlà độ bền chịu ép và chịu va đập

- Khi yêu cầu tăng năng suất sản xuất Phương pháp đúc trọng lực có thể áp dụngcho việc sản xuất hàng loạt các chi tiết cùng một lúc, giúp tiết kiệm thời gian và côngsức so với việc đúc từng chi tiết một.

- Khi cần giảm thiểu sự méo dạng và biến dạng của sản phẩm Do quá trình đúctrọng lực diễn ra chậm hơn, nhiệt độ giữa khuôn và kim loại nóng chảy duy trì đồngnhất, giúp hạn chế sự co ngót và biến dạng của sản phẩm

Tóm lại, đúc trọng lực là một phương pháp đúc kim loại hiệu quả, thường được ápdụng trong các trường hợp cần sản xuất các chi tiết kim loại phức tạp với độ chính xáccao, độ bền cao, và giảm thiểu sự méo dạng và biến dạng

6. Ứng dụng của phương pháp đúc trọng lực.- Công nghệ đúc trọng lực đem lại nhiều ưu điểm đáng kể cho nhà sản xuất,giúp sản phẩm đúc có độ chính xác và bề mặt đúc nhẵn mịn hơn nhiều lần so với đúcbằng cát Vật đúc có tính chất cơ học được cải thiện, gia công trong thời gian ngắnnên giúp nhà sản xuất tiết kiệm được thời gian nhiều hơn so với các quy trình đúckhác

- Các ứng dụng của đúc trọng lực trong ngành công nghiệp hiện nay gồm có:+ Ngành sản xuất ô tô: Đúc trọng lực được sử dụng để sản xuất các bộ phận củađộng cơ, hệ thống treo, hệ thống phanh, và các bộ phận kết cấu của xe ô tô Việc sử dụngđúc trọng lực giúp tăng độ bền, độ chính xác và giảm trọng lượng của các bộ phận này

+ Ngành sản xuất máy bay: Đúc trọng lực được sử dụng rộng rãi trong việc sảnxuất các bộ phận máy bay như động cơ, cánh, khung sườn và các bộ phận kết cấukhác Việc sử dụng đúc trọng lực trong ngành này giúp giảm trọng lượng và tăng tínhbền bỉ của máy bay

+ Ngành công nghiệp biển: Đúc trọng lực được sử dụng để sản xuất các bộ phậnthủy lực, máy móc và các bộ phận kết cấu khác trong ngành công nghiệp biển Việcsử dụng đúc trọng lực giúp tăng độ bền và khả năng chống ăn mòn của các bộ phậnnày trong môi trường biển

+ Ngành sản xuất máy móc: Đúc trọng lực được sử dụng để sản xuất các bộphận máy móc như bánh răng, ống nối, cụm trục, và các bộ phận kết cấu khác Việc

8

sử dụng đúc trọng lực giúp cải thiện độ chính xác và tăng độ bền của các bộ phậnnày.

+ Ngành sản xuất tàu thủy: Đúc trọng lực được sử dụng để sản xuất các bộ phậntàu thủy như cánh quạt, cấu trúc tầng hầm, và các bộ phận kết cấu khác Việc sử dụngđúc trọng lực giúp giảm trọng lượng và tăng tính bền bỉ của các bộ phận này trongmôi trường biển

Tổng hợp lại, đúc trọng lực đóng vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp hiệnnay, giúp cải thiện độ chính xác, độ bền và giảm trọng lượng của các bộ phận sản xuất

Các sản phẩm đúc trọng lực rất đa dạng