phân tích tính công nghệ đúc của chi tiết chọn phương pháp đúc

I – PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ ĐÚC CỦA CHI TIẾT CHỌN PHƯƠNG PHÁP ĐÚC 1.1 Phân tích tính công nghệ đúc của chi tiết.. Chi tiết có kết cấu đơn giản phù hợp với công nghệ đúc không cần phải s

I – PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ ĐÚC CỦA CHI TIẾT CHỌN PHƯƠNG PHÁP ĐÚC

1.1 Phân tích tính công nghệ đúc của chi tiết.

Chi tiết có kết cấu đơn giản phù hợp với công nghệ đúc không cần phải sử dụng các phương pháp đúc đặc biệt.Theo bản vẽ ta có thể đúc lion 4 lỗ ở 4 góc vật đúc sau

đó gia công sau đúc.Các bề mặt gia công để lại lượng dư sau đúc

1.2 Chọn phương pháp đúc.

a) Tính khối lượng vật đúc:

Theo công thức đúc ta có:

MVD = V

Trong đó: : khối lượng riêng của gang xám  = 7 (kg/dmkg/dm3)

V: Thể tích vật đúc (kg/dmdm3)

Ta chia vật đúc ra 3 phần V = V1 + V2 + V3

V1 = 160.170.20 = 544000 (kg/dmmm3)

V2 =40723 (kg/dmmm3)

V3 = 105073 (kg/dmmm3)

 V = V1 + V2 + V3 = 689796 (kg/dmmm3)

 V = 0,69(kg/dmdm3)

Khối lượng vật đúc là

MVD = V = 4,83 (kg/dmkg)

Hệ thống rót chiếm 20% khối lượng vật đúc

MHTR = 4 , 83

100

20

=0,966 (kg/dmkg)

 Tổng khối lượng kim loại cần rót khuôn là : G (kg/dmkg)

 G = 5,8(kg/dmkg)

b) Chọn phương pháp đúc:

Với vật đúc có khối lượng nhá là 4,83 (kg/dmkg) ,vật đúc có kết cấu đơn giản nên ta chọn phương pháp đúc đơn giản trong khuôn cát , khuôn tươi làm khuôn bằng tay,đúc 2 chi tiêt tren 1 hòm khuôn Với điều kiện sản xuất đơn chiếc mẫu là gỗ nên cấp chính xác của vật đúc đạt được là cấp III

II – THIẾT KẾ VẬT ĐÚC

2.1 Chọn mặt phân khuôn – phân mẫu

Với vật đúc đã cho ta có 2 phương án chọn mặt phân khuôn-phân mẫu

- Phương án 1:toàn bộ vật đúc nằm ở khuôn dưói.phương án này có ưu điểm:tính toán,thiết kế tốt hơn nhưng có nhược điểm là không rút được lõi

- Phương án 2:vật đúc được phân bố đều trên 2 nửa hòm khuôn,với phương án này ta lấp 4 lỗ gia công sau đúc.ưu điểm của phương án này là rút được lõi 1 cách rễ ràng

 Phương án 2 tối ưu hơn nên ta chọn mặt phân khuôn và phân mẫu theo phương án 2

T D

2

2.2 Xác định lượng dư gia công cơ khí và dung sai đúc :

Lượng dư gia công cơ khí là lượng kim loại đươc cắt gọt đi trong quá trình gia công cơ khí để chi tiết đạt độ chính xác và độ bền bề mặt sau khi đúc

Trong chi tiết này các mặt cần gia công cơ khí là mặt đế170x160(kg/dmmm) và lỗ  35 cần gia công cơ khí.Ta bảng B7,B8(kg/dmHDTKCNĐ).Ta có

- Lượng dư mặt trên 5(kg/dmmm)

- Lượng dư mặt dưới ,bên 4 (kg/dmmm)

- Lượng dư lỗ lắp ghép 6(kg/dmmm)

2.2 Xác định độ nghiệng thành bên:

Tra bảng B10 (kg/dmHDTKCNĐ) Ta được giá trị góc xiên thành bên

- Chiều dày thành bên =10(kg/dmmm)chiều cao thoát khuôn 25 mm, mẫu gỗ   =1030’ xiên cộng trừ

- Chiều dày thành bên 20 mm,chiều cao thoát khuôn 60 mm,mẫu gỗ   =10 xiên âm

- Chiều dày thành bên 20mm,chiều cao thoát khuôn 85 mm(kg/dmmặt gia công sau đúc) 

 =10 xiên dương

D T

10

0

1

10

1°0°

1 30'0

0

1 30'

2.4 Xác định góc lượn

xem bảng B2 (kg/dmHDTKD) ta có : R= 5

2.5 Xác định lượng bù co

Vì khối lượng nhá 4,83 kg nên không cần xác định lượng bù co

2.6 Thiết kế lõi và đầu gác lõi:

Tra bảng B18 (kg/dmHDTKCND).Ta có

S1= 0,15(kg/dmmm)

S2 =0,15(kg/dmmm)

S3 = 0

Tra bảng B17(kg/dmHDTKCND)

Góc nghiêng gác lõi dưới  =100

Góc nghiêng gác lõi trên  =150

Tra bảng B15(kg/dmHDTKCND) Ta được h = 20 mm

h1 = 15 mm

Ø40 Ø35

III - THIẾT KẾ HỆ THỐNG RÓT- ĐẬU HƠI , ĐẬU NGÓT

3.1 Chọn hệ thống rót đậu hơi , đậu ngót (kg/dmhình vẽ):

Vì vật đúc có khối lượng nhỏ,chiều sâu hốc khuôn nhỏ nên ta đúc 2 chi tiết trên 1 hòm khuôn và chọn kiêu hệ thống rót kim loại vào bên hông.Kiểu này có ưu điểm là:dễ chế tạo,có khả năng lọc xỉ tốt,khả năng điền đầy khuôn tốt,cho phép nhận được vật đúc

có chất lượng

3.2 Chọn loại và kích thước hòm khuôn (hình vẽ):

30 30

Hòm khuôn phải đảm bảo độ bền,độ cứng vững,không thay đổi kích thước,nhẹ gọn.Vật đúc GX 15-32 có khối lượng nhỏ nên ta chọn hòm khuôn ngang

KÝch thước hòm khuôn tra bảng B28 (kg/dmHDTKD).Ta có

a) Khoảng cách giữa mặt trên vật đúc và mặt trên hòm khuôn: a = 40(kg/dmmm)

b) Khoảng cách giữa mặt dưới vật đúc và mặt dưới hòm khuôn: b = 40(kg/dmmm)

c) Khoảng cách mặt bên vật đúc và thành hòm : c = 30(kg/dmmm)

d) Khoảng cách ống rót và thành hòm: d = 30(kg/dmmm)

đ) khoảng cách giữa các vật đúc: đ = 30(kg/dmmm)

e) Khoảng cách giữa vật đúc và rãnh lọc xỉ: e = 30(kg/dmmm)

Vậy kích thước hòm khuôn là:

Chiều cao nưả khuôn trên là : HT = a +

2

VD h

= 40 + 85 = 125 (kg/dmmm) Chiều cao nưả khuôn dưới là : HD = b +

2

VD h

= 40 + 85 = 125(kg/dmmm) Chiều dài hòm khuôn là :L = 2c + 2Lvđ + e + d =2.30 + 2.80 + 30 + 30 = 300(kg/dmmm) Chiều rộng hòm khuôn là : B = Bvđ + 2c = 160 + 2.30 = 220 (kg/dmmm)

Chiều cao hòm khuôn là : H =HT + HD =125 + 125 = 250 (kg/dmmm)

 Tra hòm khuôn tiêu chuẩn ta có:

Chiều dài khuôn L = 400 (kg/dmmm)

Chiều rộng khuôn B = 400 (kg/dmmm)

Chiều cao hòm khuôn trên HT = 125 (kg/dmmm)

Chiều cao hòm khuôn dưới HD = 125 (kg/dmmm)

3.3.Tính toán kích thước hệ thống rót (kg/dmTính theo giải tích):

- Xác định thời gian rót kim loại

T  K3 SG

Trong đó

S : Chiều dày chính của thành vật đúc.S = 20(kg/dmmm)

G : Khối lượng vật đúc + hệ thống ngót, hơi.G = 5,796 kg

K : Hệ số K = 1,4

 t  1 , 4 3 20 5 , 796 = 6,83(kg/dms)

- Tốc độ dâng của kim loại lỏng trong khuôn được tính theo công thức

V  C t

Trong đó

C: Chiều cao vật đúc ở tư thế rót (kg/dmcm) C = 8,5 (kg/dmcm)

V = 68,83,5 = 1,25 (kg/dmcm/s)

- Tiết diện chỗ hẹp nhất của hệ thống rót:

tb h t

G F

 31 , 0

2

min 

Trong đó:

G : khối lượng vật đúc + hệ thống rót (kg/dmkg) = 5,796 kg

 : Hệ số trở lực chung của khuôn  = 0,5

htb :Cột áp thuỷ tĩnh trung bình của kim loại

c

p H

2

2

0 



Trong đó:

H0 :Áp suất thuỷ tĩnh ban đầu lớn nhất = 12,5 (kg/dmcm)

p : Chiều cao vật đúc trên rãnh dẫn = 17(kg/dmcm)

c : Chiều cao vật đúc ở vị trí rót = 8,5 (kg/dmcm)

17 2

5 , 8 5 , 12

2







tb

375 , 10 5 , 0 83 , 6 31 , 0

2 796 , 5

Chọn số rãnh dẫn là n = 4, và Frd = 0,9 (kg/dmcm2)

 Frd = 4.0,9 = 3,6 (kg/dmcm2)

Theo tỉ lệ

Frd : Flx : Fôr = 1: 1,2 : 1,4

 Flx = 3,6.1,2 = 4,32 (kg/dmcm2)

 Fôr = 3,6.1,4 = 5,04 (kg/dmcm2)

- Chọn tiết diện rãnh dẫn là hình thang thấp, tra bảng B21(kg/dmHDTKD)

Với Frd = 0,9 (kg/dmcm2)

 a = 31 (kg/dmmm), b = 29 (kg/dmmm), h = 3 (kg/dmmm)

31

29

- Chọn tiết diện rãnh lọc xỉ là hình thang cao,với 2 rãnh lọc xỉ

Flx = 2 , 04

2

08 , 4

(kg/dmcm2) Tra bảng B21 (kg/dmHDTKD) ta có

a = 15 (kg/dmmm), b = 12 (kg/dmmm), h = 15 (kg/dmmm)

12

15

- Tính đường kính ống rót

14 , 3

76 , 4 4

4







Fr

Chọn phễu rót hình nón cụt,kích thước phễu rót Tra bảng B21 (kg/dmHDTKD)

 H = 80 (kg/dmmm), D = 80 (kg/dmmm), D1 = 60 (kg/dmmm),

80

IV - BẢN VẼ MINH HỌA KHUÔN ĐÚC

V - THIẾT KẾ MẪU – HỘP LÕI

5.1 Chọn vật liệu làm mẫu , hộp lõi

Với sản lượng 100c/năm,vật đúc có kết cấu đơn giản Tra bảng B26 (kg/dmHDTKD)

ta chon mẫu là mầu gỗ loại thường ,mẫu và họp lõi ghép đơn giản,dễ chế tạo,tiết kiệm gỗ.Chon hộp để chế tạo lõi giữa là hộp bổ đôi 2 nửa theo chiều cao của lõi

5.2 Xác định hình dạng , kích thước mẫu - hộp lõi

Hình dạng , kích thước mẫu - hộp lõi được ghi trên bản vẽ mẫu và hộp lõi

T D

R5

R5

R30

+ 0

1

1 30' 0

10

0 1

30 70

20

80

16°0°

10°0°

35

Ø

VI – CHỌ VẬT LIỆU VÀ HỖN HỢP LÀM KHUÔN, LÕI.

6.1 Chọn vật liệu và hỗn hợp làm khuôn và lõi.

Tra bảng B29 (kg/dmHDTKCND) ta dung hỗn hợp làm khuôn là loại cát ao,khuôn tươi (kg/dm đúc các vật đúc gang có khối lượng nhỏ hơn 200 (kg/dmkg)) Với thành phần chất liệu

nh sau:

Cát cũ: 45  47%

Cát đất sét mới: 21  51 %

Bét than: 3  5%

Mùn cưa: 3  5%

Có thể dùng 1  2% nước bã giấy làm chất kết dính

Tính chất hỗn hợp:

Cỡ hạt: 0,16  0,2 (kg/dmmm)

Lượng đất sét: 8  10%

Độ bền nén tươi đạt: 4  5%

Độ bền nén khô đạt: 4  5%

Độ thông khí đạt: 40 70

6.2 Chọn vật liệu và hỗn hợp làm lõi:

Tra bảng B30 (kg/dmHDTKCND) đối với trường hợp lõi có kết cấu đơn giản và kích thước đủ lớn, hỗn hợp làm lõi là hỗn hợp loại IV Có thành phần hỗn hợp gồm :

Cát thạch anh: 93  59%

Đất sét: 7  1%

Cát cũ: 0  40%

Mùn cưa: 0  2%

Chất kết dính là nước bã giấy: 2 3%

Tính chất hỗn hợp:

Lượng đất sét: 5  7%

Độ thông khí tươi: 70

Độ Èm: 4  5%

Độ bền nén tươi: 1,5  2,5 (kg/dmN/cm2)

Độ bền kéo khô: 20  30 (kg/dmN/ cm2)

VII - TÍNH LỰC ĐÈ KHUÔN

7.1 Tính lực đẩy lên khuôn trên :

Theo công thức

Pđ = V.KL

Trong đó:

 : Khối lượng riêng của kim loại lỏng KL = 7 (kg/dmkg/dm3)

V : Thể tích của vật áp lực V = 1,578 (kg/dm dm3)

 Pđ = V.KL = 1,578 7 = 11,046 (kg/dmkg)

 Pđ = 11,046 (kg/dmkg)

7.2.Tính lực đẩy lên lõi

PL = VL (kg/dmKL - cát)

trong đó

VL: Thể tích lõi chiếm chỗ trong kim loại VL = 0,1256(kg/dmdm3)

 : Khối lượng riêng của kim loại lỏng KL = 7 (kg/dmkg/dm3)

Khối lượng riêng của cát cát = 1,5 (kg/dmkg/dm3)

PL = 0,1256 (kg/dm7 - 1,5) = 0,69 (kg/dmkg)

7.4 Lực đè khuôn

G =(kg/dmP – Ght).n

n = 1,3  1,4

P = Pđẩy hòm trên + Pđẩy lõi = Pđ + PL = 11,046 + 0,69 = 11,736 (kg/dmkg)

Ght = Ghòm trên + Gcát trên =

Gcát trên = Vcat trên cát

Trong đó

Vcát trên : Thể tích cát ở hòm khuôn trên = 19,6(kg/dmdm3)

cát : Khối lượng riêng của cát cát = 1,5 (kg/dmkg/dm3)

 Gcát trên = 19,6.1,5 = 29,4(kg/dmkg)

Ghòm trên = 15%.Gcát trên =

100

15

.29,4 = 4,41 (kg/dmkg) Lực đè khuôn : G = (kg/dm11,046 - 33,81).1,3 = - 29,6 (kg/dmkg)

Vậy không cần lực đè khuôn

VIII - TÍNH PHỐI LIỆU

8.1 Thành phần vật liệu vật đúc và vật liệu kim loại:

Với mác gang cần đúc là GX 15- 32, theo bảng B.34 ta có thành phần hóa học của gang như sau:3,53,7%C, 2,0 2,4%Si ,0,50,8%Mn, <0,3%P, <0,15%S Lấy giá trị trung bình của các thành phần này để tính toán 2,2%Si và 0,7%Mn với tỉ lệ cháy hao đã cho là Mn=20%; Si=15% Với tỉ lệ cháy hao này cần nấu loại gang từ phôi liệu có đủ các thành phần

8.2 Tính toán phối liệu;

a)tính cho 100 (kg/dmkg):

Ta có

Sivlkl – Sivlkl.Sich = Sivd

Do đó

Sivlkl =

ch

vd Si

Si

 1

Tương tự ta có Mnvlkl =

ch

vd Mn

Mn

 1

Thay số vào công thức trên ta có: Sivlkl = 12,02,1 = 2,44

Mnvlkl =

15 0 1

7 , 0

Theo bảng B34, B35 (kg/dmHDTKCND) ta có thành phần hoá học của kim loại là:

(kg/dmLấy trị số trung bình để tính toán)

GD 1: 3,4%Si; 1,1%Mn

GM 2 : 2%Si; 0,5%Mn

Sắt thép vụn 0,25%Si, 0,75%Mn

Kí hiệu A,B,C lần lượt là 3 điểm tương ứng với thành phần (kg/dmMn,Si) ccủa GĐ 1

GM 2 Sắt thép vụn ta có A(kg/dm1,1;3,4), B(kg/dm0,5;2), C(kg/dm 0,75;0,25)

Nối các điểm A, B, C ta được tam giác ABC trên hệ toạ độ thành phần (kg/dmSi,Mn)

Gọi M là điểm biểu diễn phối liệu cần tính M(kg/dm0,82;2,4) Ta thấy điểm M thuộc vùng 5

3 1

Si Mn

3,4 2,4 2

1,1 1 0,82 0,5 0,25

C B A M

Lập phương trình bậc nhất đối với X Y Z

Trong đó

X = GD 1

Y = GM 2

Z = Thép vôn

Ta có

































8 ,

1 4 38

4 7

82 , 0

1 0 0

7 5 , 0 5

, 0 1

, 1

4 , 2

10 0 25

, 0 2

4 , 3

1 00

Z X

Z Y

X

Z Y

X

Z Y X

b) Tính cho một mẻ liệu:

Với đường kính lò là 700 (kg/dmmm) tra bảng B31(kg/dmHDTKCND) ta xác định được Năng suất lò là 2900 (kg/dmkg/h)

Lượng than cốc cho một mẻ liệu là; 50 kg

Lượng đá vôi là: 14 kg

Tỷ lệ giữa than cốc và kim loại là: 16 – 17 %

Vậy lượng kim loại cần tính cho một mẻ liệu là:

MKl = 50 312.5

16

100

(kg/dmkg) Vậy



























(kg/dmk g)

2 5 , 6 4

6 7 , 38

1 00

31 2.5

(kg/dmk g)

7 5 , 18 1

3 8

10 0

3 12.5

(kg/dmkg) 8

,

4 6 1 47

.

10 0

3 12.5

Z Y X

THUYẾT MINH CHỈ DẪN KHÁC

9.1 Thuyết minh quy trình làm khuôn

Qúa trình làm khuôn được thực hiện theo quy trình sau

Nguyên công Hình vẽ Thuyết minh

1

-đặt nửa mẫu dưới và hòm khuôn dưới lên tấm đỡ

-phủ lớp cát áo bao kín bề mặt mẫu sau đó phủ lớp cát đệm lên trên lớp cát

áo và dầm chặt theo từng lớp -gạt phẳng xiên lỗ thoat hơi

2

-lật nửa hòm khuôn duới lên,lắp các phần trên của mẫu vào phần dưới -đặt hòm khuôn trên lên hòm khuôn dưới và định vị 2 hòm

-Lắp hệ thống rót,hơI,rắc cát vàng phân cách 2 nửa hòm khuôn

-Phủ cát áo,cát đệm,dầm chặt,gạt phẳng,xiên lỗ thoát hơI,rút mẫu ống rót phễu rót ra

3

-Lật hòm khuôn trên lấy mẫu và các

bộ phận mẫu của hệ thống rót ra khỏi khuôn,sửa lại lòng khuôn và mặt phân khuôn

-Lấy mẫu ra khỏi hòm khuôn dưới,sửa lại lòng khuôn và mặt phân khuôn

9.2.Thuyết mịnh quy trình làm lõi :

Qúa trình làm lõi được thực hiện theo quy trình sau

Nguyên công Hình vẽ Thuyết minh

làm lõi vào hốc lõi dầm chặt,gạt phẳng làm đường thoát hơI cho lõi

hộp lõi lại với nhau.để lõi khô

3

Tháo nửa nắp hộp lõi trên ra tháo các miếng rời No1,No1.Lật úp lõi xuống khay đỡ lõi

Gõ nhẹ rồi tháo nốt nửa hộp lõi dưới ra,tháo các miếng rời No1,No1

Đưa lõi đI vào khay đỡ lõi,sấy khô

9.3.Các chỉ dẫn khác