THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ KIM LOẠI

Môn học này sẽ trang bị những kiếnthức cơ bản về công nghệ làm khuôn, kỹ thuật nấu và rót các hợp kim khác nhau, cáchphân tích thiết kế .... Vì việc bố trí mặt phân khuôn cần phải tuân t

Lời nói đầu

Trong sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa ở nước ta hiện nay ngành côngnghiệp nặng nói chung và ngành công nghệ kim loại nói riêng đóng một vai trò rất quantrọng trong sự nghiệp công nghiệp hóa của đất nước

Ngành cơ khí chế tạo có rất nhiều vấn đề đòi hỏi người kỹ sư tương lai phải học tậpnghiên cứu để nắm bắt được những yêu cầu cơ bản nhằm phục vụ cho học tập cũng nhưtrong công tác phục vụ cho đất nước sau này

Trong các môn học và những vấn đề cần thiết cho một người kỹ sư tương lai Mônhọc công nghệ kim loại, nhằm cung cấp những kiến thức và yêu cầu cơ bản để sinh viên

có thể học tập và nghiên cứu, mở rộng tầm hiểu biết Môn học này sẽ trang bị những kiếnthức cơ bản về công nghệ làm khuôn, kỹ thuật nấu và rót các hợp kim khác nhau, cáchphân tích thiết kế đòi hỏi người sinh viên phải nắm bắt được những vấn đề cơ bản

Cách phân tích tính toán thiết kế đòi hỏi phải rõ ràng chính xác, trong bài thuyếtminh này chắc chắn sẽ không tránh khỏi những sai sót trong quá trình tính toán thiết kế

Vì vậy em mong được sự tham gia góp ý của các thầy cô giáo trong bộ môn để em rútkinh nghiệm và hiểu sâu hơn trong quá trình làm bài

Hướng Dẫn Thiết Kế Công Nghệ Đúc(HDTKCND) – PTS Lê Cao Thăng

GT Công Nghệ Kim Loại Tập 1(CNKT I) – GVC Ths Nguyễn Thanh Việt

Em xin chân thành cảm ơn!

BÀI TẬP THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ KIM LOẠI I

I.1 Phân tích kết cấu vật đúc

Chi tiết được chọn là : Chi tiết Gối đỡ

II. Thiết kế công nghệ đúc

II.1 Chọn mặt phân khuôn

• Phương án 1

Da Nang university of Technology Page 3

i P h ư ơ n g á n n à y , l ư ợ n g x ỉ t r o n g q u á t r ì n h đ ú c

Vì việc bố trí mặt phân khuôn cần phải tuân thủ các nguyên tắc:

 Đảm bảo dễ làm khuôn và rút mẫu ra khỏi khuôn dễ dàng

 Đơn giản nhất , ít mặt phân khuôn nhất, tránh chọn mặt cong hoặc mặt bậc

 Đảm bảo nhận được vật đúc có cơ tính tốt nhất

 Đảm bảo độ chính xác và vị trí tương quan các phần của vật đúc

Nên ta chọn phương án 2 để thực hiện

II.2 Xác định lượng dư gia công cơ khí và dung sai đúc.

• Khi chế tạo bao giờ cũng có lượng sai lệch, kích thước sai lệch này phụ thuộc

vào dạng sản xuất, lượng dư gia công cơ.Theo bảng B3 (Hướng Dẫn Thiết Kế

Công Nghệ Đúc(HDTKCND) – PTS Lê Cao Thăng) ta được lượng dư sai lệch

kích thứơc của chi tiết như hình vẽ

• Với điều kiện dạng sản xuất đơn chiếc, mẫu gỗ nên cấp chính xác của vật đúc

đạt được là cấp III Theo bảng 1 trang 77 GT Công Nghệ Kim Loại Tập

1(CNKT I) – GVC Ths Nguyễn Thanh Việt

• Kích thước danh nghĩa

 Kích thước bao ngoài lớn nhất là : 210 (mm)

 Kích thước danh nghĩa của bề mặt A: 120 (mm)

 Kích thước danh nghĩa của bề mặt B: 70 (mm)

• Ta xác định được lượng dư gia công đối với các bề mặt cần gia công cơ khí để

đạt được độ chính xác và độ bóng bề mặt sau khi đúc Lượng dư gia công được

biểu thị trên hình vẽ H.2

 Đối với bề mặt A : Lượng dư : 4 (mm)

 Đối vơi bề mặt B : Lượng dư : 4 (mm)

II.3 Độ xiên thành vật đúc.

Trong các thành bên của vật đúc thấy chỉ có thành ngoài cùng có kích thước chiều

cao 80mm (40+40) là cần tìm độ xiên Vì thành này không cần phải gia công cơ khí

sau khi đúc, có chiều dày thành bằng 20mm nên theo bảng 2 (CNKL I) xác định

được góc xiên thành vật đúc là 1030’ và chọn phương án độ xiên “cộng thêm”

II.4 Xác định góc lượn.

Góc lượn trong trường hợp này không thể hiện được ở hình cắt mà thể hiện trên

hình chiếu đứng , góc lượn đảm bảo độ bền cho khuôn mẫu và tránh nứt nẻ

Ta có

+ Góc lượn bên ngoài chi tiết là : r =(

+ Góc lượn trong chi tiết r =

P h ư ơ n g á n n

Được thể hiện ở hình dưới

• Gối lõi để giúp cho lõi định vị

ở trong khuôn dễ lắp ráp lõi vào khuôn

h1 : chiều cao đầu gác trên

h2 : chiều cao đầu gác dưới

s1 : khoảng cách theo phương thẳng đứng đầu gác lõi trên đến ổ gác lõi

s2 : khoảng cách theo phương ngang đầu gác lõi trên (trái, phải) đến ổ gác lõi

s3 : khoảng cách theo phương ngang đầu gác lõi dưới (trái, phải) đến ổ gác lõi

α1: góc nghiêng gác lõi dưới

β1 : góc nghiêng gác lõi trên

II.7 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, đậungót

• 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 trừphần 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 làmviệc.chịu được tác dụng cơ, hóa của hỗn hợp làm khuôn, ít bị ăn mòn hóahọc, 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 dùng là gỗ phải chú ý : Khi mẫu được gia công xong phải sơn để có độbóng , chống thống nước

II.8 Thiết kế hộp lõi

Yêu cầu lòng hộp lõi có hình dạng giống lõi:

• Chọn lõi hai nửa ghép với nhau bằng chốt

• Hộp lõi làm bằng gỗ gỗ như mẫu

• Bản vẽ hộp lõi :

II.9 Thiết kế hệ thống rót- đậu hơi , đậu ngót

II.9.1 Tính toán kích thước hệ thống rót (Tính theo giải tích):

 Tổng khối lượng kim loại cần rót khuôn là : G (kg)

có giá trị như sau (với vật đúc gang) :

Chiều dày thành vật đúc 4 đến 10 mm [v] = 2 3 cm/s

• Hệ thống rót:

Vì chiều cao vật đúc nhỏ nên sử dụng hệ thống rót bên hông , Theo bảng 7 (CNKL 1) Ta có :

Chiều dày th ành vật đúc = 20 (mm)Rãnh dẫn:

 H = 170 (mm), D = 70 (mm), D1 = 50 (mm),

Dung tích phễu rót : 200 (cm3)

II.9.2 Đậu hơi và đậu ngót

Ở đây sử dụng loại đậu hơi kiêm cả nhiệm vụ bổ sung kim loại vì đối với gang xámthì lượng ngót nhỏ , kích thước đậu hơi với chiều dày thành nơi đặt đậu hơi là 80

mm theo bảng B24 (TK CNĐ) ta có được các kích thước

Các thông số a, b, h , H, D1 và D đã được tính như trên :

II.10 Bố trí vật đúc trong khuôn và chọn hòm khuôn

II.10.1 Trường hợp đúc mỗi lần một vật đúc

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

• Chiều cao vật đúc ở hòm trên : HD= 40+30 = 70 (mm)

• Chiều cao vật đúc ở hòm dưới : HD= 40+30 = 70 (mm)

• Bề rộng vật đúc lớn nhất : B = 320 (mm)

• Chiều dài vật đúc lớn nhất : L = 210 +30 =240 (mm)

 Chọn hòm khuôn theo tỉ lệ và kích thước sau:

II.10.2 Trường hợp đúc nhiều vật đúc cùng lúc để tiết kiệm thời gian

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

Chọn hòm khuôn gang đúc, kích thước hòm khuôn tra bảng 10( CNKL 1)

a) Khoảng cách giữa mặt trên vật đúc và mặt trên hòm khuôn: a = 60 (mm) b) Khoảng cách giữa mặt dưới vật đúc và mặt dưới hòm khuôn: b = 60 (mm)c) Khoảng cách mặt bên vật đúc và thành hòm : c = 40 (mm)d) Khoảng cách ống rót và thành hòm: d = 50 (mm)đ) Khoảng cách giữa các vật đúc: đ = 50 (mm)e) Khoảng cách giữa vật đúc và rãnh lọc xỉ: e = 30 (mm)

Vậy kích thước hòm khuôn là:

- Chiều cao nửa khuôn trên là : HT = a + h1 = 60 + 20 = 80 (mm)

- Chiều cao nửa khuôn dưới là: HD = b + + hvđ = 60 + 30 + 80 = 170(mm)

- Chiều dài hòm khuôn là : L = 2c + Lvđ = 2.40 + 210 = 290 (mm)

- Chiều rộng hòm khuôn là :B = e + d + c + Bvđ = 30 + 50 + 40 + 320 = 440 (mm)

 Chọn hòm khuôn tiêu chuẩn :

L= 500 mm ; B = 500 mm ; HT =100 mm ; HD = 360

II.11 Chọn vật liệu và hỗn hợp làm khuôn, lõi

II.11.1 Chọn vật liệu và hỗn hợp làm khuôn

Tra bảng B29 (Tài liệu HDTKCNĐ)

Chọn hỗn hợp làm khuôn: Là loại cát áo, khuôn tươi để đúc các vật đúc gang có

khối lượng nhỏ hơn 200 (kg)

• Thành phần chất liệu như sau:

II.11.2 Chọn vật liệu và hỗn hợp làm lõi

Tra bảng B30 (Tài liệu HDTKCNĐ)

Ta chọn đối với trường hợp lõi : có kết cấu đơn giản và kích thước đủ lớn, hỗn

hợp làm lõi là hỗn hợp loại IV

III. Thuyết minh quá trình làm khuôn (Loại hòm khuôn chỉ đúc 1 vật đúc)

3

-Đỗ từng lớp hỗn hợp làm

khuôn dày 50-60 mm vào hòm khuôn

-Dùng chày giã để đầm chặt

hỗn hợp, tạo độ bền cho hỗn hợp khuôn, chú ý đầm chặt các góc của mẫu và góc của hòm khuôn để đảm bảo đầm chặt trên toàn

7

-Dùng cây xiên hơi để tạo

rãnh xiên hơi với mật độ 69lỗ/dm2

8

-Lật ngược khuôn lại để

chuẩn bị làm tiếp khuôn trên

9

-Đặt mẫu trên lên mẫu dưới

nhờ vào các chốt định vị mẫu

-Đặt hòm khuôn trên lên

hòm khuôn dưới thông qua

bu lông định vị hòm khuôn

và tiếp tục làm tương tự như làm khuôn dưới đến nguyên công thứ 16

15

-Chú ý: xiên hơi xong mới

rút mẫu ống rót và tạo phễurót

16

-Chú ý: Kết thúc làm khuôn

trên

17

-Sau khi làm khuôn trên,

nhấc khuôn trên và khuôn dưới lên, đặt xuống nền xưởng

-Chú ý: Quét nước xung

quanh mẫu để hỗn hợp gần mẫu có độ dẻo

và dung dụng cụ rót mẫu(que nhọn hoặc đinh vít) đểrút mẫu ra khỏi khuôn trên

và khuôn dưới-Chú ý: Nếu hỗn hợp ở bềmặt làm khuôn bị dính vàomẫu hoặc bị vỡ thì cần phảisửa bề mặt lòng khuôn (sửakhuôn) nhờ các dụng cụlàm khuôn

21

-Đặt ruột (ruột đã được làm

và sấy ở bộ phận làm ruột) vào hòm khuôn dưới

22

-Rắp nửa khuôn trên lên

khuôn dưới và lắp các bu lông định vị hòm khuôn, xiết chặt đai ốc để tránh tình trạng nổi khuôn khi rót

-Kết thúc quá trình làm khuôn