Thiết kế công nghệ đúc

KHOA : c¬ khÝ THIÕT KÕ C¤NG NGHÖ §óC TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP VIỆT-HUNG KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO ~~~ * ~~~ THUYẾT MINH BÀI TẬP MÔN HỌC KỸ THUẬT CHẾ TẠO MÁY THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ ĐÚC *~~*~~* Giáo viên hướng dẫn : PHAN CHÍ DƯỠNG Sinh viên thực : NGUYỄN QUỐC BINH Lớp : 31CĐCK1 * Ngày giao đề : 10/04/2009 Ngày hoàn thành: 02/05/2009 Đề : Thiết kế công nghệ Đúc NHIỆM VỤ THIẾT KẾ I BẢN VẼ 1.Bản vẽ hình chiếu trục đo ( khổ giấy A3 ) Bản vẽ thiết kế công nghệ đúc ( khổ giấy A3 ) 3.Bản vẽ lồng phôi (khổ giấy A3) sinh viªn thùc hiÖn: NGUYÔN QuèC BINH 31 C§CK1 February 5, 2009 SỐ LIỆU BAN ĐẦU: - Chi tiết : hộp số máy khoan - Vật liệu : GX15-32 - Sản lượng : 600 KHOA : c¬ khÝ THIÕT KÕ C¤NG NGHÖ §óC 4.Bản vẽ lõi gối lõi (khổ giấy A4) II THUYẾT MINH: Phân tích công nghệ đúc chi tiết, chọn phơng pháp đúc Thiết kế vật đúc Thiết kế hệ thống rót-đậu hơi- đậu ngót Thiết kế mẫu, hộp lõi Chọn vật liệu hỗn hợp làm khuôn, lõi Tính phối liệu Thuyết minh dẫn khác GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN KÝ: LỜI NÓI ĐẦU Bài tập lớn môn học công nghệ chế tạo máy nằm chương trình đào tạo ngành chế tạo máy thuộc khoa khí có vai trò quan trọng nhằm đào tạo cho sinh viên hiểu cách sâu sắc vấn đề mà người kỹ sư người cán kỹ thuật gặp phải thiết kế quy trình sản xuất chi tiết khí Được giúp đỡ tận tình thầy cô giáo, đặc biệt thầy giáo Phan Chí Dưỡng giúp em hoàn thành tập lớn sinh viªn thùc hiÖn: NGUYÔN QuèC BINH 31 C§CK1 February 5, 2009 Hiện nay, ngành kinh tế nói chung ngành khí nói riêng đòi hỏi kỹ sư khí cán kỹ thuật khí đào tạo phải có kiến thức sâu rộng, đồng thời phải biết vận dụng kiến thức để giải vấn đề cụ thể thường gặp sản xuất, sửa chữa sử dụng Mục tiêu môn học tạo điều kiện cho người học nắm vững vận dụng có hiệu phương pháp thiết kế, xây dựng quản lý trình chế tạo sản phẩm khí kỹ thuật sản xuất theo yêu cầu điều kiện quy mô sản xuất cụ thể môn học truyền đạt yêu cầu tiêu công nghệ trình thiết kế kết cấu khí để ghóp phần nâng cao hiệu chế tạo chúng THIÕT KÕ C¤NG NGHÖ §óC KHOA : c¬ khÝ I – PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ ĐÚC CỦA CHI TIẾT , CHỌN PHƯƠNG PHÁP ĐÚC : 1.1/ Phân tích tính công nghệ đúc chi tiết : Dựa vào vẽ chi tiết th thấy chi tiết làm việc dnạg hộp Phần ống trụ tròn đường kính φ180 chiều dài L = 168 mm đặt ống trụ nằm dọc đường kính φ152 nối liền với ống trụ trùng tâm đường kính φ 42 ống trụ tròn φ180 ghép liền với khối hình hộp chữ nhật kích thước 173 x 168 x 19 khối hộp chữ nhật chống với ống hộp φ 42 nhờ gân chịu lực Hộp số máy khoan làm nhiệm vụ chứa đựng cấu bánh ăn khớp trục vít bánh vít trục máy khoan, thành phần thiếu cấu tốc độ máy khoan Trên hộp số có số bề mặt đòi hỏi phải gia công với độ xác khác có bề mặt không phảI gia công Trên thân hộp số có nhiều lỗ có đường kính < φ 20 ta tiến hành đúc liền gia công sau đúc đảm bảo tính xác vật đúc Bề mặt làm việc chủ yếu thành miệng lỗ rỗng , nơI để lắp côn bạc sau nên trình đúc không cho phép có khuyết tật Do phảI bố trí mặt phân khuôn, đậu hơI, đậu ngót, hệ thông rót cho hợp lý 1.2/ Chọn phương pháp đúc: a.Tính khối lượng vật đúc: Chi tiết hộp số máy khoan hình vẽ chi tiết Qua việc xem xét hình chiếu, hình cắt chi tiết Chúng ta vẽ hình chiếu chiều chi tiết nhờ vào trợ giúp phần mềm Solidworks 2007 Chi tiết có hình chiếu chiều sau: sinh viªn thùc hiÖn: NGUYÔN QuèC BINH 31 C§CK1 February 5, 2009 HÀ NỘI :02/05/2009 SINH VIÊN KÝ: BINH Nguyễn Quốc Binh KHOA : c¬ khÝ THIÕT KÕ C¤NG NGHÖ §óC Hình chiếu chiều xác tưởng tượng vật thể cách nhanh chóng tiện lợi Ngoài ra, solidworks tính khối lượng chi tiết cách tự động xác Sau phương thức xác định solidworks ta tính khối lượng gang xám cần thiết để đúc chi tiết : m = 22,1 kg Cộng thêm lượng dư gia công 10% ta : M vd = 24,31 kg Thể tích chi tiết : V = 3,07 dm Trích nguyên văn solidworks 2007: Mass properties of hop so may khoan 3d ( Part Configuration - Default ) Output coordinate System: default -Density = 0.00 kilograms per cubic millimeter Mass = 22.09 kilograms February 5, 2009 Volume = 3068581.24 cubic millimeters Surface area = 405488.56 millimeters^2 Center of mass: ( millimeters ) X = 40.48 Y = 2.91 Z = -16.38 sinh viªn thùc hiÖn: NGUYÔN QuèC BINH 31 C§CK1 KHOA : c¬ khÝ THIÕT KÕ C¤NG NGHÖ §óC Principal axes of inertia and principal moments of inertia: ( kilograms * square millimeters ) Taken at the center of mass Ix = (1.00, -0.03, 0.02) Px = 154570.12 Iy = (0.02, -0.06, -1.00) Py = 221044.07 Iz = (0.03, 1.00, -0.06) Pz = 246896.47 Moments of inertia: ( kilograms * square millimeters ) Taken at the output coordinate system User : NguyenQuocBinh.31cđck1 Ixx = 160792.17 Ixy = 37.30 Ixz = -13125.62 Iyx = 37.30 Iyy = 288876.09 Iyz = 348.53 Izx = -13125.62 Izy = 348.53Izz = 257482.23 Như với việc ứng dụng khoa học kỹ thuật vào việc tính toán khối lượng vật đúc hiệu nhanh chóng Với cách truyền thống tính toán gặp tiết có hình dạng phức tạp không tính toán xác được, với việc sản xuất với số lượng lớn việc tính toán xác tốt, tiết kiệm vật liệu, đảm bảo tính kinh tế Mặt khác ta vẽ khối thợ mộc mẫu hiểu hết làm theo ý tưởng thiết kế mẫu hòm thao ta b Chọn phương pháp đúc : chi tiết có kết cấu không phức tạp cấp xác chi tiết cấp xác III số lượng chi tiết sản xuất 600 nhiều bề mặt làm việc không cần xác cao nên ta chọn phương pháp đúc khuôn cát, khuôn tươI, làm khuôn tay Những lỗ có đường kính < φ 20 lấp đầy, sau đúc xong gia công */ sau đúc cấn ủ khử nội lực cần nguyên công làm cắt bavia II THIẾT KẾ VẬT ĐÚC: 2.1/ Chọn mặt phân khuôn-phân mẫu: Chọn mặt phân khuôn mặt phẳng chia đôi Chi tiết làm hai nửa cân đối xứng Tại mặt phân khuôn có tiết diện lớn cách làm mẫu gỗ bổ đôI theo hình vẽ sinh viªn thùc hiÖn: NGUYÔN QuèC BINH 31 C§CK1 February 5, 2009 Moments of inertia: ( kilograms * square millimeters ) Taken at the center of mass and aligned with the output coordinate system Lxx = 154674.96 Lxy = -2569.02 Lxz = 1525.88 Lyx = -2569.02 Lyy = 246743.81 Lyz = 1403.32 Lzx = 1525.88 Lzy = 1403.32 Lzz = 221091.89 KHOA : c¬ khÝ Một nửa vật đúc nằm nửa hòm khuôn nửa vật đúc nằm khuôn Chiều sâu lòng khuôn không lớn , lòng rộng giúp dễ điền đầy dung dịch lỏng rót vật liệu 2.2/ Xác định lượng dư gia công khí dung sai đúc: Lượng dư gai công phần kim loại để dôI bề mặt vật đúc để sau gia công cắt bỏ lớp kim loại nhận chi tiết có độ xác kích thước độ bóng bề mặt theo yêu cầu với điều kiện dạng sản xuất đơn chiếc, mẫu gỗ nên cấp xác vâtj đúc đạt cấp III Căn vào cấp xác vật đúc vật liệu đúc gang xám tra bảng B.6 ta được: • lượng dư lớn để gia công khí vật đúc gang xám, chi tiết đơn giản sản xuất đơn là: - kích thước 168 mm có lượng dư mm - kích thước 19 mm có lượng dư mm - kích thước 14 mm có lượng dư mm Căn vào bảng B.7 ta xác định lượng dư cho gia công vật đúc gang xám với cấp xác III - lượng dư cho gia công phía 5,0 mm - lượng dư cho gia công phía 4,0 mm theo bảng B.9 ta xác định lượng co chiều chiều dài vật đúc gang xám : 1% theo bảng B.3 ta xác định sai lệch cho phép khoảng kích thước danh nghĩa - kích thước 180 mm sai lệch cho phép : ± 2,0mm sinh viªn thùc hiÖn: NGUYÔN QuèC BINH 31 C§CK1 February 5, 2009 THIÕT KÕ C¤NG NGHÖ §óC THIÕT KÕ C¤NG NGHÖ §óC KHOA : c¬ khÝ - kích thước 107 mm sai lệch cho phép : ± 1,5mm - kích thước 119 mm sai lệch cho phép : ± 1,5mm - kích thước 169 mm sai lệch cho phép : ± 2,0mm - kích thước 168 mm sai lệch cho phép : ± 2,0mm - kích thước 76 mm sai lệch cho phép : ± 1,5mm - kích thước 66 mm sai lệch cho phép : ± 1,5mm - kích thước 61 mm sai lệch cho phép : ± 1,5mm - kích thước 42 mm sai lệch cho phép : ± 1,0mm - kích thước 101 mm sai lệch cho phép : ± 1,5mm - kích thước 173 mm sai lệch cho phép : ± 2,0mm - kích thước 19 mm sai lệch cho phép : ± 1,0mm - kích thước 14 mm sai lệch cho phép : ± 1,0mm 2.3/ Xác định độ xiên thành bên vật đúc: Trong thành bên vật đúc có thành cạnh bên kích thước 168 mm cần tìm độ xiên thành cần phảI gia công khí sau đúc có chiều dày 19 mm, mẫu gỗ nên theo bảng B.10 ta xác định góc xiên thành vật đúc chọn phương án độ xiên “trừ” 2.4/ Xác định bán kính góc lượn: xác định theo công thức :  1  ( a + b) R =  ÷ x 3 5 Mà : R = r + b Trong đó: R – bán kính góc lượn thành r – bán kính góc lượn thành a,b – chiều dày thành vật đúc (14 + 90 ) x = 13mm R = 13 + 90 = 103(mm) r= 2.5/ Xác định lượng bù co: Xác định lượng bù co tra bảng B.9 - lượng bù co theo chiều dài vật đúc gang xám 1% 2.6/ Thiết kế lõi đầu gác lõi: Theo bảng thiết kế chi tiết, vật đúc có ống trụ lòng rỗng đường kính φ 42 φ132 Vì mặt phân khuôn bố trí nằm ngang dọc theo ống trụ lõi nằm ngang, đầu gác lõi đặt vào bên thành khuôn để đảm bảo độ cứng vững Ngoài lỗ φ 66 , ta làm thêm đầu gác lõi để chống quay trình đúc - Chiều dài đầu gác lõi ruột nằm ngang tra bảng B.16: * với lỗ φ 42 chiều dài L = 128 mm (khuôn tươI) ta chiều dài đầu gác lõi L1 = 35 mm * với lỗ φ132 chiều dài L = 169 mm (khuôn tươi) sinh viªn thùc hiÖn: NGUYÔN QuèC BINH 31 C§CK1 February 5, 2009 Ta có: KHOA : c¬ khÝ THIÕT KÕ C¤NG NGHÖ §óC ta chiều dài đầu gác lõi L2 = 55 mm (lõi lõi chung lõi) Chiều dài đầu gác lõi thẳng đứng tra bảng B.15: * với lỗ φ 66 chiều dài L = 43 mm (khuôn tươi) L= 25 mm Ta chiều dài đầu gác lõi L3 = 25 mm - Chiều dài đầu gác lõi φ 66 cần dài 25 mm Ta lấy chiều dài đầu gác lõi φ 66 30 mm ( Vì đầu gác lõi để định vị thao vào khuôn nên cần dài ) - Đầu gác lõi φ 66 nhiệm vụ để thoát nên không cần dài - độ côn đầu gác lõi φ 66 lấy lớn từ 10 ÷ 15 Để úp khuôn không bị vỡ cát • Các số liệu kích thước đầu gác lõi nằm ngang xác định bảng B.13: *lõi φ 42 : - khe hở đầu gác ổ gác phía khuôn tươi: khe hở - khe hở đầu gác ổ gác phía khuôn tươi: 1,5 mm - bán kính góc lượn chân đầu gác : r = mm - độ xiên đầu gác : α = 10 Độ nghiêng đầu gác mẫu gỗ theo bảng B.17 Ruột nằm ngang: α = α = 10 30 ' β = 10 Khe hở đầu gác lõi ổ gác lõi tra bảng B.18 S = 0,25mm *lõi φ132 : - khe hở đầu gác ổ gác phía khuôn tươi: khe hở - khe hở đầu gác ổ gác phía khuôn tươi: mm - bán kính góc lượn chân đầu gác : r = mm - độ xiên đầu gác : α = Độ nghiêng đầu gác mẫu gỗ theo bảng B.17 Ruột nằm ngang: α = Khe hở đầu gác lõi ổ gác lõi tra bảng B.18 S = 1mm • Các số liệu kích thước đầu gác lõi thẳng đứng xác định bảng B.14 *lõi φ 66 : - khe hở đầu gác ổ gác phía khuôn tươi: khe hở - khe hở đầu gác ổ gác phía khuôn tươi: 1,5 mm - bán kính góc lượn chân đầu gác : r = mm - độ xiên đầu gác : α = 10 sinh viªn thùc hiÖn: NGUYÔN QuèC BINH 31 C§CK1 February 5, 2009 α = 10 β = 80 KHOA : c¬ khÝ THIÕT KÕ C¤NG NGHÖ §óC - độ xiên đầu gác : α = Độ nghiêng đầu gác mẫu gỗ theo bảng B.17 Ruột thẳng đứng : α = β = 10 Khe hở đầu gác lõi ổ gác lõi tra bảng B.18 S = 0,15mm III/ THIẾT KẾ HỆ THỐNG RÓT ĐẬU HƠI ĐẬU NGÓT: 3.1/ Chọn kiểu hệ thống rót, đậu hơi, đậu ngót tính toán kích thước: a Chọn kiểu hệ thống rót: vật đúc thuộc loại nhỏ-trung bình ta chọn kiểu hệ thống rót vào bên hông Rót vào mặt C mặt có gia công sau hết vết vết không vào phần quan trọng chi tiết hướng chảy gang dồn thuận khỏi khuôn Theo bảng B.19 ta có : với khối lượng vật đúc 22,1 kg - tiết diện rãnh dẫn : 0,88 cm - chiều dài rãnh dẫn : 31,05 mm - số lượng rãnh dẫn : rãnh dẫn ( chiều dày trung bình thành 17 mm) rónh dẫn vỡ ống rút rónh dẫn chia nước gang phớa Vậy tổng diện tích tiết diện rãnh ∑ Frd : ∑ F = x0,88 = 2,64cm Với tỷ lệ : ∑ F : ∑ F : ∑ F = : 1,2 : 1,4 ( ∑ F ; ∑ F ∑ F tổng diện tích rãnh dẫn, rãnh lọc xỉ ống rót) Ta có : ∑ F = 1,2 x ∑ F = 1,2 x 2,64 = 3,17(cm ) ∑ F = 1,4 x∑ F = 1,4 x2,64 = 3,7(cm ) rd rd rd lx lx or or rd rd or rd Diện tích rãnh lọc xỉ : Flx = ∑ Frd : = 1,85(cm ) d or = 4.For = π x3,7 = 21,7(mm) 3,14 • phễu rót hình nón cụt, kích thước phễu rót tra bảng B.21 - đường kính đáy lớn : D = 71 mm - đường kính đáy nhỏ : D = 51 mm - chiều cao phễu rót : H = 71 mm - dung tích phễu : V = 200 cm sinh viªn thùc hiÖn: NGUYÔN QuèC BINH 31 C§CK1 February 5, 2009 Theo bảng B.21 ta xác định kích thước rãnh dẫn : (hình thang thấp) - chọn chiều cao h = mm - đáy lớn a = 24 mm - đáy nhỏ b = 21 mm đường kính ống rót : KHOA : c¬ khÝ Theo bảng B.21 ta xác định kích thước cốc rót : - chiều dài cốc : L = 92 mm - chiều rộng đáy cốc : M = 26 mm - chiều cao cốc : h = 52 mm - đường kính thân cốc : R = 18 mm R = 13 mm R = 28 mm R = 23 mm - Góc lượn chân cốc : r = 7,7 mm r = mm - Dung tích cốc rót : 300 cm - kích thước rãnh lọc xỉ tra bảng B.21 ( chọn a = h = 11 mm ) + đáy lớn a = 11 mm + đáy nhỏ b = mm + chiều dài c = 11 mm b/ Thiết kế hệ thống đậu hơi, đậu ngót : Đặt đậu phần cao khuôn Không cần đặt đậu bù ngót Vì điều kiện để có ngót phải có nút nhiệt chi tiết tương đối dày đều, ta lại rót rãnh dẫn – rót vào mặt phân khuôn nên nước gang lỏng điền đầy từ hết chi tiết -> làm cho tiết tiết nguội đồng -> không cần bù ngót 3.2/ Chọn loại vào kích thước hòm khuôn : Chọn hòm khuôn làm gỗ, kích thước hòm khuôn tra bảng B.28 vật đúc có khối lượng 22,1 kg ta có : - khoảng cách mặt vật đúc mặt mẫu : a = 70 mm - khoảng cách mặt vật đúc mặt mẫu : b = 70 mm - khoảng cách mặt bên cảu vật đúc thành bên khuôn : c = 50 mm - khoảng cách ống rót thành hòm : d = 50 mm - khoảng cách vật đúc rãnh lọc xỉ : e = 40 mm Hòm khuôn có hình chữ nhật với kích thước xác định theo chiều dài Lvđ Chiều rộng Bvđ chiều cao lõi h : - chiều dài hòm khuôn : L = 2c + e + d + Lvđ = 2x50 + 40 + 50 + 342 = 532 mm - chiều rộng hòm khuôn : B = 2c + e + d + Bvđ = 2x50 + 40 + 50 + 261 = 450 mm - chiều cao hòm khuôn : H tr = a + h1 180 = 70 + = 160 mm 2 - chiều cao hòm khuôn : sinh viªn thùc hiÖn: NGUYÔN QuèC BINH 31 C§CK1 10 February 5, 2009 THIÕT KÕ C¤NG NGHÖ §óC KHOA : c¬ khÝ THIÕT KÕ C¤NG NGHÖ §óC Hd = b + 11 h1 180 = 70 + = 160 mm 2 (Mẫu Gỗ) Hộp lõi mặt bọc tôn, có đinh kẹp kim loại số lượng cần đúc 600 ( tương đối lớn ) nên cần thiết kế mẫu bền chắc, vừa phảI để đảm bảo chất lượng vật đúc độ bền mẫu Nếu chế tạo mẫu đơn giản gây ảnh hưởng tới chất lượng vật đúc , không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật sinh viªn thùc hiÖn: NGUYÔN QuèC BINH 31 C§CK1 February 5, 2009 Dựa vào hình H.54 ta chọn kích thước hòm khuôn tiêu chuẩn : B = 500 mm ; L = 630 mm ; H tr = 180 mm ; H d = 160 mm ; C = 730 mm Nên chọn H tr =180 mm mà 160 mm : Kim loại lỏng điền đầy khuụn nhờ cú ỏp lực -> khuụn trờn phải cao để cú ống rút cao tạo ỏp lực điền đầy khuụn, kinh nghiệm thực tế vd cầm cốc nước rút nước vào cốc, ta nhỡn nước gần đầy cốc thụi rút (sợ nước tràn làm ướt tay) tức nước chưa đầy cốc, người thợ lũ rút chưa đầy cốc rút sợ nước gang tràn ta phải làm cốc rút cao yờu cầu (tức hũm khuụn trờn cao hơn) để bự lại lượng thiếu thao tỏc IV/ THIẾT KẾ MẪU HỘP LÕI : 4.1/ Chọn vật liệu làm mẫu- thiết kế mẫu : Chọn vật liệu làm mẫu hộp lõi gỗ Mẫu thiết kế theo dẫn mục III.2 (phần A- hướng dẫn thực Bt thiết kế công nghệ đúc ) Hộp lõi chắc, gỗ mỡ thực tế dùng,đây loại gỗ gần họ với gỗ de- mềm cong vênh, thớ- nhược điểm mềm sau làm xong phảI bả matit đánh bóng sơn để tránh hút ẩm làm khuôn KHOA : c¬ khÝ THIÕT KÕ C¤NG NGHÖ §óC 12 Miếng tháo lắp ( Hộp Ruột) 5.2/ Chọn vật liệu hỗn hợp làm lõi : Theo bảng B.30 ta chọn trường hợp lõi có kết cấu tương đối đơn giản kích thước đủ lớn, hỗn hợp làm lõi loại V thành phần khối lượng (%) hỗn hợp chọn giới hạn : - thành phần hỗn hợp ; + lượng đất sét : ÷ 10% + độ thông khí : 70% + độ ẩm : ÷ 6% + độ bền nén tưới : ÷ 3,5 (N/cm ) sinh viªn thùc hiÖn: NGUYÔN QuèC BINH 31 C§CK1 February 5, 2009 V/ CHỌN VẬT LIỆU VÀ HỖN HỢP LÀM KHUÔN -LÕI : 5.1/ Chọn vật liệu hỗn hợp làm khuôn : - Theo bảng B.29 ta ding hỗn hợp làm khuôn loại cát áo khuôn tươi ( để đúc vật đúc gang có khối lượng < 200 kg ) - Thành phần hỗn hợp : + Cỡ cát : 0,16 ÷ 0,2 + lượng đất sét : ÷ 10% + độ thông khí : 40 ÷ 70 + độ bền nen tươI : ÷ (N/cm ) - thành phần phần trăm khối lượng : + độ ẩm : 4,5 ÷ 5% + cát cũ : 45 ÷ 75% + cát đất sét : 21 ÷ 51% + bột than : ÷ 5% Có thể sử dụng nước giấy : ÷ 2% KHOA : c¬ khÝ THIÕT KÕ C¤NG NGHÖ §óC 13 - thành phần % khối lượng : + cát thạch anh : 38 ÷ 72% + đất sét : ÷ 8% + cát cũ : 20 ÷ 60% + mùn cưa : ÷ 3% + nước giấy : ÷ 3% VI/ TÍNH LỰC ĐÈ KHUÔN : Hợp kim lỏng rót vào lòng khuôn tạo lực đẩy Acsimet lên lòng khuôn lõi , gây lõi lệch khuôn, tràn hợp kim lỏng mặt tiếp xúc, trước rót cần đè, kẹp khuôn lực đè, kẹp khuôn Lực đè tính theo công thức sau : Q = (Pđẩy + mkhuôn ) x n Trong : n – hệ số an toàn tính đến áp lực dòng chảy, chọn n = 1,3 ÷ 1,4 mkhuôn – khối lượng khuôn Pđẩy – lực đẩy Khối lượng riêng cát : γ cát = 1,2 (kg/dm ) => mkhuôn = Vkhuôn x γ cát = x 6,3 x 1,6 x 1,2 = 60,48 (kg) tính : Pđẩy = Pđẩy khuôn + Pđẩy lõi 6.1/ Tính lực đẩy lên lõi : Lực đẩy lõi tính công thức : Pđẩy lõi = V lõi x γ Trong : V – thể tích lõi chìm khối lượng lỏng chịu lực đẩy Acsimet γ - khối lượng riêng hợp kim lỏng γ gang xám = 7,2 kg/ dm Pđẩy lõi = [3,14 x D x D ]xLx γ 0,42 ] x 1,28 x 7,2 = 1,276 kg 2,32  Pđẩy lõi = [3,14 x 2,32 x ] x 1,69 x 7,2 = 16,64 kg 0,66  Pđẩy lõi = [3,14 x 0,66 x ] x 0,43 x 7,2 = 1,06 kg Tổng lực đẩy lõi : Pđẩy lõi = Pđẩy lõi + Pđẩy lõi + Pđẩy lõi = 1,276 + 16,64 + 1,06 = 18,976 kg 6.2/ Tính lực đẩy lên khuôn : Lực đẩy lên khuôn tính công thức : Pđẩy khuôn = V x γ Trong : V – thể khối kim loại lỏng tương đương khuôn sinh viªn thùc hiÖn: NGUYÔN QuèC BINH 31 C§CK1 February 5, 2009  Pđẩy lõi = [3,14 x 0,42 x KHOA : c¬ khÝ THIÕT KÕ C¤NG NGHÖ §óC 14 γ gang xám = 7,2 kg/ dm Pđẩy khuôn = 3,07 x 7,2 = 22,104 (kg) 6.3/ Tính lực đè lên khuôn : Ta chọn kẹp khuôn bulông, xác định lực tác dụng lên bulông : P=Qx n N Trong : N – số lượng bulông Ta có : Q = ( mkhuôn + Pđẩy khuôn + Pđẩy lõi ) x n = ( 60,48 + 22,104 + 18,976 ) x 1,3 = 132,028 (kg) 1,3 = 85,82 (kg) tính đường kính bulông : ( với ứng suất kéo cho phép thép CT3 160 N/mm )  d = 2,2 (cm) VII/ TÍNH PHÔI LIỆU : 7.1/ Thành phần vật liệu đúc thành phần mẻ liệu kim loại : a Thành phần vật liệu đúc : Mác gang cần đúc GX 15−32 Căn bảng B.33 ta có : Gang xám GX 15−32 thành phần hoá học : - bon C : 3,5 ÷ 3,7% - mangan Mn : 0,5 ÷ 0,8% - silic Si : 2,0 ÷ 2,4% - Photpho P : < 0,3% - lưu huỳnh S : < 0,15% Ta lấy trị số trung bình thành phần để tính toán : + Silic Si : 2,2% + Mangan Mn : 0,7% Với tỉ số cháy hao cho : - % Si = 10 – 20 % - % Mn = 15 – 25 % ( ta lấy giá trị trung bình ) Ta cần nấu loại gang từ phôi liệu có thành phần sau : + % Si = 2,2 x 1,15 = 2,53 % + % Mn = 0,7 x 1,20 = 0,84 % Với đường kính lò φ 500mm , vào bảng B.31 ta xác định : - Năng suất lò = 1500 kg/h - Lượng than cốc mẻ liệu = 25 kg - Lượng đá vôi = kg Trong điều kiện phôi liệu không dùng < 5% sắt thép vụn nên theo bảng B.23 Ta chọn lượng than cốc / kim loại mẻ : 10% sinh viªn thùc hiÖn: NGUYÔN QuèC BINH 31 C§CK1 February 5, 2009  P = 132,028 x KHOA : c¬ khÝ THIÕT KÕ C¤NG NGHÖ §óC nghĩa khối lượng kim loại mẻ : 15 25 = 250(kg ) 10% b Thành phần vật liệu kim loại : Căn vào bảng B.34 ; B.35 ; B.36 ta xác định thành phần hoá học : - Gang đúc GĐ : + % Si = 2,5% + % Mn = 1,1% - Gang máy cũ GM 2: + % Si =2,0% + % Mn = 0,5% - Sắt thép vụn : + % Si = 0,15% + % Mn = 0,35% 7.2/ Tính toán phôi liệu : a Tính cho 100 kg : Vẽ đồ thị : - Ký hiệu A điểm ứng với thành phần Mn Si GĐ 2: A = ( 1,1 ; 2,5 ) - Ký hiệu B điểm ứng với thành phần Mn Si GM : B = ( 0,5 ; 2,0 ) - ký hiệu C điểm ứng với thành phần Mn Si sắt thép vụn : C = ( 0,35 ; 0,15 ) Nối điểm A,B,C ta tam giác ABC hệ toạ độ thành phần Si Mn Nếu gọi điểm M điểm biểu diễn hàm lượng phôI liêụ cần tính Trên đồ thị thấy điểm M (0,84 ; 2,2 ) thuộc vùng để X,Y,Z dương ta phải dùng fero silic FeSi 45 để điều chỉnh cho M dịch chuyển phía M ( 0,84 ; 2,54) Si M 2,53 A 2,5 2,2 M1 B 0,15 C 0,35 Mn 0,5 0,84 1,1 sinh viªn thùc hiÖn: NGUYÔN QuèC BINH 31 C§CK1 February 5, 2009 2,0 KHOA : c¬ khÝ THIÕT KÕ C¤NG NGHÖ §óC 16 Ta lập bảng tính Exel tính toán kết bảng : Lập phương trình bậc X, Y , Z : X + Y + Z = 100 kg 1,1X + 0,5Y + 0,35Z = 0,84.100 2,5X + 2,0Y + 0,15Z = 2,2.100 GiảI hệ phương trình ta thu kết : - X = 59 (kg) - Y = 34 (kg) - Z = (kg) b Tính cho mẻ liệu : Vậy mẻ liệu kim loại bao gồm : - Than cốc : 25 kg - đá vôI : kg 59 × 250 = 147,5kg 100 34 × 250 = 85kg - gang máy GM : 100 250 = 17,5kg - Sắt thép vụn : STV = × 100 - lượng fero silic FeSi 45 = [ ( 2,53-2,2 ) x 100 250 ×1,15 = 2,1kg ]x 45 100 VIII/ THUYẾT MINH QUY TRÌNH LÀM KHUÔN : 8.1/ Thuyết minh quy trình làm khuôn : sinh viªn thùc hiÖn: NGUYÔN QuèC BINH 31 C§CK1 February 5, 2009 - gang đúc GĐ : KHOA : c¬ khÝ THIÕT KÕ C¤NG NGHÖ §óC I II Hình Vẽ Thuyết Minh -Đặt nửa mẫu hòm khuôn lên đỡ - phủ lớp cát áo bao kín bề mặt mẫu , sau phủ cát áo đầm chặt theo lớp 20 – 40 mm - Gạt phẳng , xiên lỗ thoát -Lật nửa hòm khuôn lên, lắp phần mẫu vao phần - Đặt Hòm khuôn lên hòm khuôn định vi hai hòm - Lắp hệ thống rót , , rắc cát vàng phân cách hai nửa khuôn - Phủ cát áo , cát đệm , đầm chặt , gạt phẳng , xiên lỗ thoát , rát mẫu ống rót , phễu rót February 5, 2009 Nguyên Công 17 sinh viªn thùc hiÖn: NGUYÔN QuèC BINH 31 C§CK1 THIÕT KÕ C¤NG NGHÖ §óC III KHOA : c¬ khÝ 18 - Lật hòm khuôn lấy mẫu phận hệ thống rót khỏi khuôn , mặt phân khuôn - Lấy mẫu khỏi hòm khuôn , sửa lại hòm khuôn mặt phân khuôn 8.2/ Thuyết minh quy trình làm lõi : a/ Nguyên công: - Nguyên công I : Lắp hộp lõi, đổ hỗn hợp làm lõi vào hốc lõi đầm chặt, gạt phẳng làm đường thoát cho lõi - Nguyên công II : Quét nước đất sét lên nửa lõi, dán hai nửa hộp lõi lại với nhau, gõ nhẹ vào hộp lõi cho hai nửa hộp lõi dính chặt vào - Nguyên công III : Để lõi khô sau tháo lõi Tháo miếng rời Gõ nhẹ tháo nốt nửa hộp lõi đưa lõi vào khay đỡ lõi mang sấy khô b/ Mô tả : Ruột ta phải làm khối trụ φ100 cao 100 mm hai đầu có trụ φ 66 tổng ruột cao 180 mm bổ đôI ta có nửa trụ φ100 cao 50mm đầu có trụ φ 66 tổng ruột 90 mm Như ta phảI làm sau : , làm khối gỗ φ140 ( vuông 140x140 mm ) Cao 90 mm, khoét φ100 sâu 50 mm., khoét tiếp ( đồng tâm ) φ 66 đến thủng ( sâu 40 mm) Giã cát vào đổ nửa ruột, nửa tương tự ta dán nửa ruột vào sinh viªn thùc hiÖn: NGUYÔN QuèC BINH 31 C§CK1 February 5, 2009 * Chú ý : thao cú phầnn R76 lệch trục chõn thao φ 66 86 mm nờn tiờu vào khuụn dạng conson bạn cần đặt xương thép bên để thao cứng vững, thao φ 42 nằm ngang nờn cần có xương, thoát cho thao tốt qua φ 66 φ120 ruột φ 42 làm chung vào khối thỡ hộp ruột tạo φ 66 (cú kt 54 mm hỡnh chiếu đứng) bờn φ 42 phải thỏo rời lấy khỏi khối cỏt ) THIÕT KÕ C¤NG NGHÖ §óC KHOA : c¬ khÝ 19 February 5, 2009 Trên hình vẽ thể hình chữ nhật có kích thước bao hình hình chiếu cộng thêm 20 mm toàn chiều dày gỗ bao quanh đầu chân ruột φ120 cộng thêm kích thước chân ruột 40 mm , cho dày nửa ruột ( bổ đôi theo tâm φ120 ) đục khối rỗng bên chi tiết Ta cần xem lại kết cấu nửa hộp ruột chỗ thấy khó khăn đổ cát ( nửa ruột ) tìm cách tháo rời nửa hộp ruột rồi, tương tự làm nửa sinh viªn thùc hiÖn: NGUYÔN QuèC BINH 31 C§CK1 [...]... phải làm cốc rút cao hơn yờu cầu (tức là hũm khuụn trờn cao hơn) để bự lại lượng thiếu do thao tỏc IV/ THIẾT KẾ MẪU HỘP LÕI : 4.1/ Chọn vật liệu làm mẫu- thiết kế mẫu : Chọn vật liệu làm mẫu và hộp lõi bằng gỗ Mẫu được thiết kế theo chỉ dẫn ở mục III.2 (phần A- hướng dẫn thực hiện Bt thiết kế công nghệ đúc ) Hộp lõi chắc, gỗ mỡ vì trong thực tế đều dùng,đây là loại gỗ gần họ với gỗ de- mềm ít cong vênh,... Hd = b + 11 h1 180 = 70 + = 160 mm 2 2 (Mẫu Gỗ) Hộp lõi mặt bọc tôn, có đinh kẹp kim loại vì số lượng cần đúc là 600 ( tương đối lớn ) nên cần thiết kế mẫu bền chắc, vừa phảI để đảm bảo chất lượng vật đúc và độ bền của mẫu Nếu chế tạo mẫu đơn giản hơn thì có thể gây ảnh hưởng tới chất lượng vật đúc , không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật sinh viªn thùc hiÖn: NGUYÔN QuèC BINH 31 C§CK1 February 5, 2009 Dựa vào... 85,82 (kg) 2 tính đường kính bulông : ( với ứng suất kéo cho phép đối với thép CT3 là 160 N/mm 2 )  d = 2,2 (cm) VII/ TÍNH PHÔI LIỆU : 7.1/ Thành phần vật liệu đúc và thành phần của một mẻ liệu kim loại : a Thành phần vật liệu đúc : Mác gang cần đúc là GX 15−32 Căn cứ bảng B.33 ta có : Gang xám GX 15−32 thành phần hoá học : - các bon C : 3,5 ÷ 3,7% - mangan Mn : 0,5 ÷ 0,8% - silic Si : 2,0 ÷ 2,4% - Photpho... phễu rót ra February 5, 2009 Nguyên Công 17 sinh viªn thùc hiÖn: NGUYÔN QuèC BINH 31 C§CK1 THIÕT KÕ C¤NG NGHÖ §óC III KHOA : c¬ khÝ 18 - Lật hòm khuôn trên lấy mẫu ra và các bộ phận của hệ thống rót ra khỏi khuôn , mặt phân khuôn - Lấy mẫu ra khỏi hòm khuôn dưới , sửa lại hòm khuôn và mặt phân khuôn 8.2/ Thuyết minh quy trình làm lõi : a/ Nguyên công: - Nguyên công I : Lắp hộp lõi, đổ hỗn hợp làm... C§CK1 February 5, 2009 2,0 KHOA : c¬ khÝ THIÕT KÕ C¤NG NGHÖ §óC 16 Ta lập bảng tính Exel rồi tính toán được kết quả như bảng dưới : Lập phương trình bậc nhất đối với X, Y , Z : X + Y + Z = 100 kg 1,1X + 0,5Y + 0,35Z = 0,84.100 2,5X + 2,0Y + 0,15Z = 2,2.100 GiảI hệ phương trình trên ta thu được kết quả : - X = 59 (kg) - Y = 34 (kg) - Z = 7 (kg) b Tính cho một mẻ liệu : Vậy mẻ liệu kim loại sẽ bao gồm... QuèC BINH 31 C§CK1 February 5, 2009 V/ CHỌN VẬT LIỆU VÀ HỖN HỢP LÀM KHUÔN -LÕI : 5.1/ Chọn vật liệu và hỗn hợp làm khuôn : - Theo bảng B.29 ta ding hỗn hợp làm khuôn là loại cát áo khuôn tươi ( để đúc các vật đúc bằng gang có khối lượng < 200 kg ) - Thành phần hỗn hợp : + Cỡ cát : 0,16 ÷ 0,2 + lượng đất sét : 8 ÷ 10% + độ thông khí : 40 ÷ 70 + độ bền khi nen tươI : 4 ÷ 5 (N/cm 2 ) - thành phần phần trăm... Nguyên công: - Nguyên công I : Lắp hộp lõi, đổ hỗn hợp làm lõi vào hốc lõi đầm chặt, gạt phẳng làm đường thoát hơi cho lõi - Nguyên công II : Quét nước đất sét lên nửa lõi, dán hai nửa hộp lõi lại với nhau, gõ nhẹ vào hộp lõi cho hai nửa hộp lõi dính chặt vào nhau - Nguyên công III : Để lõi khô sau đó tháo lõi trên ra Tháo các miếng rời Gõ nhẹ rồi tháo nốt nửa hộp lõi dưới ra đưa lõi vào khay đỡ lõi mang... bóng rồi sơn để tránh hút ẩm khi làm khuôn KHOA : c¬ khÝ THIÕT KÕ C¤NG NGHÖ §óC 12 Miếng tháo lắp ( Hộp Ruột) 5.2/ Chọn vật liệu và hỗn hợp làm lõi : Theo bảng B.30 ta chọn đối với trường hợp lõi có kết cấu tương đối đơn giản và kích thước đủ lớn, hỗn hợp làm lõi loại V các thành phần khối lượng (%) của hỗn hợp được chọn trong giới hạn : - thành phần hỗn hợp ; + lượng đất sét : 7 ÷ 10% + độ thông... khÝ THIÕT KÕ C¤NG NGHÖ §óC nghĩa là khối lượng kim loại mẻ là : 15 25 = 250(kg ) 10% b Thành phần vật liệu kim loại : Căn cứ vào bảng B.34 ; B.35 ; B.36 ta xác định được thành phần hoá học của : - Gang đúc GĐ 2 : + % Si = 2,5% + % Mn = 1,1% - Gang máy cũ GM 2: + % Si =2,0% + % Mn = 0,5% - Sắt thép vụn : + % Si = 0,15% + % Mn = 0,35% 7.2/ Tính toán phôi liệu : a Tính cho 100 kg : Vẽ đồ thị : - Ký hiệu... vào lòng khuôn sẽ tạo lực đẩy Acsimet lên lòng khuôn và lõi , gây ra nổi lõi lệch khuôn, tràn hợp kim lỏng ra mặt tiếp xúc, do đó trước khi rót cần đè, kẹp khuôn lực đè, kẹp khuôn Lực đè được tính theo công thức sau : Q = (Pđẩy + mkhuôn trên ) x n Trong đó : n – hệ số an toàn tính đến áp lực dòng chảy, có thể chọn n = 1,3 ÷ 1,4 mkhuôn trên – khối lượng khuôn trên Pđẩy – lực đẩy Khối lượng riêng của cát ... lõi (khổ giấy A4) II THUYẾT MINH: Phân tích công nghệ đúc chi tiết, chọn phơng pháp đúc Thiết kế vật đúc Thiết kế hệ thống rót-đậu hơi- đậu ngót Thiết kế mẫu, hộp lõi Chọn vật liệu hỗn hợp làm... tỏc IV/ THIẾT KẾ MẪU HỘP LÕI : 4.1/ Chọn vật liệu làm mẫu- thiết kế mẫu : Chọn vật liệu làm mẫu hộp lõi gỗ Mẫu thiết kế theo dẫn mục III.2 (phần A- hướng dẫn thực Bt thiết kế công nghệ đúc ) Hộp... phương pháp đúc khuôn cát, khuôn tươI, làm khuôn tay Những lỗ có đường kính < φ 20 lấp đầy, sau đúc xong gia công */ sau đúc cấn ủ khử nội lực cần nguyên công làm cắt bavia II THIẾT KẾ VẬT ĐÚC: 2.1/