Thiết kế đúc - Phân loại kim loại docx

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT VINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC cỜI GIỚI THIỆU Ngành chế tạo máy giữ vai trò quan trọng trong sự nghiệp xây dựng và phát triển của đất nước. Mặc dầu đã có nhiều tiến bộ trong khoa học ở khâu chế tạo phôi, song cho đến nay phần lớn chi tiết máy (khoảng 40 – 60%) vẫn được chế tạo bằng phương pháp đúc. Khi thiết kế một chi tiết đúc, phải thỏa mãn các yêu cầu về cơ tính và các tính chất làm việc khác đồng thời phải thỏa mãn tính dễ đúc. Ngược lại khi thiết kế một công nghệ đúc phải chú ý đến quá trình gia công cơ khí về sau này, nhất là trong sản xuất lớn. Tăng cường mối quan hệ giữ đúc và chế tạo cơ khí sẽ tạo điều kiện nâng cao chất lượng và hạ giá thành sản phẩm. Việc làm bài tập lớn học phần “thiết kế đúc” của môn học “Công nghệ kim loại” giữ vai trò quan trọng việc giúp sinh viên nắm vững kiến thức, tăng khả năng vận dụng của sinh viên. Vì vậy đề tài của sinh viên đưa ra không yêu cầu phải quá khó, nhưng phải vận dụng nhiều kiến thức của bài giảng. Yêu cầu bài làm: - Vật đúc phải có trong thực tế. - Bản vẽ chi tiết. - Thiết kế bản vẽ vật đúc. - Bản vẽ mẫu và hộp lõi. - Tính hệ thống rót để đúc sản phẩm. - Tính lực đè khuôn. - Vẽ bản vẽ lắp. - Nêu phương pháp làm khuôn để đúc sản phẩm đó. Chọn đề tài: Bạc là một chi tiết máy quen thuộc và thông dụng. Nó là bộ phận dung để lót. Do đó vật tương đối đơn giản và cũng ít yêu cầu về kĩ thuật. Tuy bài làm có nhiều cố gắng nhưng là lần đầu và còn hạn chế về kiến thức, do đó mong được sự góp ý của giảng viên. Qua đây tôi cũng xin chân thành cảm ơn giảng viên hướng dẫn Nguyễn Bá Thuận đã giúp tôi hoàn thành bài tập này. Người thực hiện: Sinh viên: Nguyễn phi Cường LỚP CN Ô TÔ A –K4 SINH VIÊN :NGUYỄN PHI CƯỜNG 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT VINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC A- THUYẾT MINH 1. Phân tích bản vẽ hi tiết : Đây là mọt loại bạc là một chi tiết dung để lót có hình dạng và kích thước yêu cầu kỹ thuật ,điều kiện làm việc khắc nghiệt chịu moomen xoắn lớn khi làm việc,chịu mài mòn có va đập, vật liệu, độ cứng và các yêu cầu khác được thể hiện trên hình vẽ : 54±0.2 Ø68±0.1 77±0.2 Ø30±0.1 0.01 A Ø100±0.2 0.02 A 2. Chọn mặt phân khuôn:Do sản xuất đơn chiếc nên ta chọn phương pháp đúc khuôn cát mâu bằng gỗ. Chọn mặt phân khuôn theo nguyên tắc sau : -Đảm bảo công ghệ làm khuôn:chọn mặt phân khuôn rộng nhất , nông nhất,lõi nằm ngang -Đảm bảo độ chính xác của vật đúc: không chọn mặt phân khuôn tại tiết diện thay đổi. -Đảm bảo chất lượng hợp kim đúc: điền đầy long khuôn dễ,dễ bố trí khuôn rót độ ngót. Mặt phân khuôn được chọn theo hình vẽ như sau : LỚP CN Ô TÔ A –K4 SINH VIÊN :NGUYỄN PHI CƯỜNG 2 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT VINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC 54±0.2 Ø68±0.1 77±0.2 Ø30±0.1 M?t phân khuôn 0.01 A Ø100±0.2 0.02 A 3. Xác lượng dư gia công; như hình vẽ : 52 Ø104 Ø74 81 Ø26 2 3 R 5 4. Xác định dung sai của vật dúc:(như hình vẽ trên ) LỚP CN Ô TÔ A –K4 SINH VIÊN :NGUYỄN PHI CƯỜNG 3 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT VINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC 5. Xác định bán kính góc lượn :là chổ góc tiệp giáp hai bề mặt giao nhau , nó để đạm bảo độ bền cho khuôn mẫu và tránh nứt nẻ. (như hình vẽ trên) : 6. Xác định độ dốc rút mẫu:(như hình vẽ) 7. Lõi vật đúc: Lõi chính :(làm bằng cát) 1 9 ° 8116 Ø26 Ø15 8.Tai gối mẫu: tai gối mẫu lõi chính: 1 9 ° 16 Ø26 9.Thiết kế mẫu: Bộ mẫu: Là công cụ chính để tạo hình khuôn đúc. Bộ mẫu bao gồm: Mẫu chính, tấm mẫu, mẫu của hệ thống rót, đậu hơi, đậu ngót. LỚP CN Ô TÔ A –K4 SINH VIÊN :NGUYỄN PHI CƯỜNG 4 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT VINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Muốn chế tạo vật đúc phải căn cứ vào bản vẽ chi tiết để thiết kế bản vẽ vật đúc. Từ bản vẽ vật đúc ta vẽ bản vẽ mẫu. Căn cứ vào đó ta chế tạo vật mẫu.Từ bản vẽ vật đúc ta vẽ bản vẽ mẫu. Kích thước mẫu tương tư như bản vẽ vật đúc trừ phần tai gối và dung sai chế tạo mẫu. - Yêu cầu: đảm bảo độ bóng, chính xác khi gia công cắt gọt cần bền, cứng, nhẹ, không bị co, trương, nứt, cong vênh trong khi làm việc. chịu được tác dụng cơ, hóa của hỗn hợp làm khuôn, ít bị ăn mòn hóa học, không bị rỉ, dễ kiếm. - Vật liệu: vật liệu thường dùng: gỗ, kim loại, thạch cao, xi măng, chất dẻo. Thường dùng nhất là gỗ và kim loại. Ta chọn vật liệu làm mẫu là gỗ vì có ưu điểm là nhẹ,rẽ và dễ gia công. -Được ghi trên bản vẽ mẫu -Mẫu dung là gỗ phai chú ý : -Khi mẫu được gia công xong phải sơn đẻ có độ bóng , chống thống nước 10.Thiết kế hộp lõi:Yêu cầu long hộp lõi có hình dạng giống lõi -Chọn lõi hai nưa ghép cách ghép với nhau bằng chốt -Hộp lõi làm bằng gỗ gỗ như mẫu -Bản vẽ hộp lõi : Ø 2 6 Ø 1 5 1 9 ° 81 16 11.Tính toán hệ thống rót: Hệ thống rót là hệ thống dẫn kim loại từ thùng rót vào khuôn. Sự bố trí hệ thống rót quyết định chất lượng vật đúc và giảm ha phí kim loại vào hệ thống rót. Hao phí do hệ thống rót gây nên đạt đến 30% Yêu cầu đối với hệ thống rót - toàn bộ lòng khuôn đều được điền đầy kim loại LỚP CN Ô TÔ A –K4 SINH VIÊN :NGUYỄN PHI CƯỜNG 5 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT VINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - Dòng chảy kim loại phải êm, liên tục, không va đập đột ngột, không tạo dòng xoáy gây vở lòng khuôn, lõi. - Không dẫn xỉ, tạp chất, các loại khí… vào lòng khuôn. - Điền đầy nhanh, không hao phí nhiệt(không giảm tính chảy loãng). - Tiết kiệm kim loại, giảm tối thiểu hao phí kim loại cho hệ thống rót. - Hệ thống rót phải chắc chắn, không bị vỡ. - Điều hoà nhiệt độ trong lòng khuôn, tạo điều kiện cho hợp kim lỏng đông đặc theo hướng có lợi nhất, đồng thời bổ sung kim loại khi cần thiết. Chú ý thiết kế. - Không nên đặt máng dẫn nằm dưới ống rót vì như thế xỉ dễ đi vào lòng khuôn. - Không nên đặt máng dẫn nằm ở mép tận cùng của rãnh lọc xỉ vì kim loại sẽ bắn tung tóe làm hỏng khuôn và xỉ sẽ chảy vào lòng khuôn. - Không nên đặt máng dẫn nằm trên rãnh lọc xỉ vì như thế sẽ mất tác dụng của rãnh lọc xỉ Chọn hệ thống rót bố trí hệ thống rót a/Xác tính diện tích rãnh dẫn, ống rót , ránh lọc xỉ LỚP CN Ô TÔ A –K4 SINH VIÊN :NGUYỄN PHI CƯỜNG 6 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT VINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC a.1.Xác định khối lượng vật đúc : 54 Ø26 V1 V1 V2 V2 V3 27 Ø104 Ø74 Thể tích phần V1: 2 2 4 3 1 .104 3,14.(0,104) .27 .0,027 2,29.10 ( ) 4 4 V m π − = = = Thể tích phần V2: ( ) 2 2 4 3 2 3,14. 0,074 .74 54 .0,054 2,32.10 ( ) 4 4 V m π − = = = Thể tích phần V3: ( ) 2 2 5 3 3 3,14. 0,026 .26 .81 .0,081 4,3.10 ( ) 4 4 V m π − = = = Thể tích toàn phần của bạc V: 4 4 5 4 3 1 2 3 2,29.10 2,32.10 4,3.10 4,18.10 ( )V V V V m − − − − = + − = + − = Khối lượng của bạc : 4 . 5800.4,18.10 2,4( ) thep m V kg ρ − = = = a.2.Xác định (V)hệ số cảm thủy lực:((choV=0,42) a.3.Xác định thời gian rót (T) (s=0,4) Đối vói vật đúc bằng thép có khối lượng <450 kg, ta xác định theo công thức sau : LỚP CN Ô TÔ A –K4 SINH VIÊN :NGUYỄN PHI CƯỜNG 7 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT VINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC . 0,4. 2,4 0,6( )t s m s= = = a.4.Xác định Hp (chiều cao cột áp ): (cm) Ta có công thức sau: 2 2 p P H H C = − Trong đó : H-chiều cao cột kim loại lỏng, tính từ chổ dẫn kim loại vào khuôn dến mặt thoáng (cm) và H=39cm P-Chiều cao vật đúc ,tính từ chổ dẫn kim loại vào khuôn trở lên P=0 (do khi rót trực tiếp) C-chiều cao vật đúc (cm)- Vậy ta có : Hp=H =39 (cm) Ta có diện tích rãnh dẫn : 2,4 2,95 0,31. . 0,31.0,42. 39 rd p m F v H = = = ∑ ( 2 cm ) a.5.Xác định kích thước ống rót: Dung tØ lÖ kinh nghiÖm ta cã Frd : F«r : Flx = 1 : 1,2 : 1,1 VËy F«r = 15,01 cm 2 Flx = 13,76 cm 2 4. TÝnh kÝch thíc cô thÓ cña hÖ thèng rãt : .a èng rãt : §êng kÝnh díi : d 2 = π or F.4 = 4,37 cm §êng kÝnh trªn : d 1 =1,15 . d 2 = 5,02 cm b. Cèc rãt . LỚP CN Ô TÔ A –K4 SINH VIÊN :NGUYỄN PHI CƯỜNG 8 TRNG I HC SPKT VINH KHOA C KH NG LC Từ khối lợng vật đúc ta có chiều cao cốc rót là 110 mm do đó ta phải làm cốc rời . Tra bảng I-18a ta có kích thớc cốc rót : L = 110 mm R = 70 mm R 1 = 40 mm r = 25 mm r 1 = 13 mm h = 110 mm e = 78 mm D = 36 mm c. Rãnh lọc xỉ . Chọn rãnh lọc xỉ kiểu B với Flx = 13,76 cm 2 . Tra bảng I-20 ta có kích thớc của rãnh lọc xỉ . b = 41 mm a = 62 mm h = 26 mm r = 6 mm . d. Rãnh dẫn với F rd = 12,51mm 2 tra bảng I-21 ta có : a = 44mm b = 33 mm h = 22mm 5. Đậu hơi và đậu ngót . ở đây sử dụng loại đậu hơi kiêm cả nhiệm vụ bổ sung kim loại , kích th- ớc đậu hơi với chiều dầy thành nơi đặt đậu hơi là 100 mm . Tra bảng I-22 Có: d = 98 mm d 1 = 118 mm d 2 = 157 mm h = 256 mm r 1 = 5 mm . I. Quá Trình Làm Khuôn 1. Xác định kích thớc cơ bản của hòm khuôn . Chiều dài khoảng trống của hòm. L = Lvd + a + b + c + e = 1290 mm. Chiều rộng b = 312 + 2a = 432 mm . Chiều cao H = 450 mm . Kích thớc cơ bản của hòm khuôn : L + b/2 = 1506 mm . Tra bảng I-23 ta có kết cấu thành hòm khuôn : t min = 26 mm b1 = 80 mm b2 = 80 mm h1 = 25 mm h2 = 40 mm . 2. Lắp khuôn và tính lực ép khuôn: a) Tính khối lợng của hòm khuôn trên: Kích thớc hòm : L = 1290 mm B = 432 mm H = 450 mm Thể tích hòm cha có phần mẫu : Vh = 1290 . 450 . 432 = 250776000mm 3 = 250776 cm 3 LP CN ễ Tễ A K4 SINH VIấN :NGUYN PHI CNG 9 TRNG I HC SPKT VINH KHOA C KH NG LC Thể tích nửa hòm khuôn trên còn trừ đi một phần mẫu , đậu hơi , ống rót và cốc rót . Vht = 250776 - (26634+4588,1) = 219543,92 cm 3 Khối lợng hòm khuôn trên : Ghx = Vh . cat = 219543,92 . 2,6 = 570,8 kg b) Tính lực đẩy của hòm khuôn trên : P đ =P kt + P 1 Pkt = gang . Vcc Vcc : Thể tích chất lỏng bị vật chiếm chỗ : Vcc = 281998,1 cm 3 . Vậy tổng lực đẩy của khuôn Pd = gang . Vcc = 733,195 kg > 570,5 kg = Ghx Vậy cần có lực kẹp khuôn LP CN ễ Tễ A K4 SINH VIấN :NGUYN PHI CNG 10 . bài làm: - Vật đúc phải có trong thực tế. - Bản vẽ chi tiết. - Thiết kế bản vẽ vật đúc. - Bản vẽ mẫu và hộp lõi. - Tính hệ thống rót để đúc sản phẩm. - Tính lực đè khuôn. - Vẽ bản vẽ lắp. - Nêu. H-chiều cao cột kim loại lỏng, tính từ chổ dẫn kim loại vào khuôn dến mặt thoáng (cm) và H=39cm P-Chiều cao vật đúc ,tính từ chổ dẫn kim loại vào khuôn trở lên P=0 (do khi rót trực tiếp) C-chiều. kim loại khi cần thiết. Chú ý thiết kế. - Không nên đặt máng dẫn nằm dưới ống rót vì như thế xỉ dễ đi vào lòng khuôn. - Không nên đặt máng dẫn nằm ở mép tận cùng của rãnh lọc xỉ vì kim loại