THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ ĐÚC CHI TIẾT SỐ 13A, VẬT LIỆU GANG, SẢN LƯỢNG

Thiết kế công nghệ đúc đề thiết kế công nghệ đúc Số liệu ban đầu : Chi tiết số: 13 A Vật liệu : Gang Sản lợng : Điều kiện sản xuất: Nhiệm vụ thiết kế I Bản vẽ: - Bản vẽ chi tiết (khổ giấyA2) - Bản vẽ vật đúc (khổ giấyA2) II Thuyết minh: Phân tích tính công nghệ đúc chi tiết, chọn phơng án đúc Thiết kế vật đúc Thiết kế mẫu hộp lõi Thiết kế hòm khuôn đúc Chọn hỗn hợp làm khuôn, lõi Những tính toán công nghệ Thuyết minh dẫn khác mục lục - - Thiết kế công nghệ đúc Lời nói đầu Trong nghiệp công nghiệp hóa đại hóa nớc ta ngành công nghiệp nặng nói chung ngành công nghệ kim loại nói riêng đóng vai trò quan trọng nghiệp công nghiệp hóa đất nớc Ngành công nghệ kim loại có nhiều vấn đề đòi hỏi ngời kỹ s tơng lai phải học tập nghiên cứu để nắm bắt đợc yêu cầu nhằm phục vụ cho học tập nh công tác phục vụ cho đất nớc sau Trong môn học nhữngvấn đề cần thiết cho ngời kỹ s tơng lai Môn học Kỹ thuật chế tạo máy môn công nghệ kim loại, nhằm cung cấp kiến thức bản, yêu cầu để sing viên học tập nghiên cứu, mở rộng tầm hiểu biết Môn học trang bị kiến thức công nghệ làm khuôn, kỹ thuật nấu rót hợp kim khác nhau, cách phân tích thiết kế đòi hỏi ngời sinh viên phải nắm bắt đợc vấn đề Cách phân tích tính toán thiết kế đòi hỏi phải rõ ràng xác, thuyết minh chác chắn không tránh khỏi sai sót trình tính toán thiết kế Vì em mong đợc tham gia góp ý thầy cô giáo môn để em rút kinh nghiệm hiểu sâu trình làm Em xin chân thành cảm ơn Sinh viên: Trần Mạnh Tuấn - - Thiết kế công nghệ đúc I Phân tích tính công nghệ đúc chi tiết Chọn phơng pháp đúc 1.1 Phân tích tính công nghệ đúc chi tiết Chi tiết giá đỡ chi tiết phổ biến ngành chế tạo máy Vật đúc không đòi hỏi phải sử dụng phơng pháp đúc đặc bịêt Theo vẽ ta đúc đợc chi tiết mà sửa đổi gia công đế lỗ 80 sửa lại gân chịu lực gia công khí, bề mặt gia công ta để lợng d đúc Lợng d phơng pháp chế tạo lõi đợc tra bảng sách thiết kế đúc 1.2 Chọn phơng pháp đúc a) Tính khối lợng vật đúc: Theo công thức đúc ta có: MVD = V Trong đó: : khối lợng riêng gang xám = (kg/dm3) V: Thể tích vật đúc (dm3) Ta chia vật đúc phần V = V1 + V2 + V3 + V4 V1 = h 3,14.450.(150 80 ) ( d d12 ) = = 5,69.106 (mm3) 4 V2 = 2.20.200.20 =1,6.106 (mm3) V3 = 2.275.220.20 = 2,42.106 (mm3) V4 = 30.200.110 = 0,66.106 (mm3) V = V1 + V2 + V3 + V4 = (5,69 + 1,6 + 2,42 + 0,66)106 = 8,93.106 (mm3) V = 8,93(dm3) Khối lợng vật đúc m = V m = 8,93.7 = 62,5 (kg) Xem hệ thống rót chiếm 20% khối lợng vật đúc Tổng khối lợng kim loại cần rót khuôn : G (kg) G = 1,2.m G = 75 (kg) b) Chọn phơng pháp đúc: Với vật đúc có khối lợng 62,5 (kg) vật đúc có kết cấu đơn giản nên ta chọn phơng pháp đúc đơn giản khuôn cát , khuôn tơi làm khuôn tay Với điều kiện sản xuất đơn mẫu gỗ nên cấp xác vật đúc đạt đợc cấp III - - Thiết kế công nghệ đúc ii thiết kế vật đúc 2.1 Chọn mặt phân khuôn phân mẫu T D 2.2 Xác định lợng d gia công khí dung sai đúc : Lợng d gia công khí lợng kim loại đơc cắt gọt trình gia công khí để chi tiết đạt độ xác độ bền bề mặt sau đúc (lợng d tra bảng B7, B8 HĐTKD ): Trong chi tiết mặt cần gia công khí đế 80 dầy 20 (mm), gân chịu lực có hình nh hình vẽ Tra bảng ta có - Lợng d mặt (mm) - Lợng d mặt dới (mm) - Lợng d mặt bên (mm) Khi chế tạo có lợng sai lệch kích thớc sai lệch phụ thuộc vào dạng sản xuất, lợng d gia công cơ.Theo bảng B3 (HDTKD) ta đợc lợng d sai lệch kích thứơc chi tiết : 2,5 2.2 Xác định độ nghiệng thành bên: Trong thành bên vật đúc ta thấy có thành có kích thớc chiều cao 450 (mm) cần làm độ xiên thành gia công khí sau đúc Tra bảng B10 (HDTKD) ta xác định góc xiên thành 0,300 2.4 Xác định góc lợn: xem bảng B2 (HDTKD) 2.5 Xác định lợng co bù Vì khối lợng vật đúc trung bình (62,5 kg) nên ta không cần xác định lợng bù co - - Thiết kế công nghệ đúc Với Vì 2.6 Thiết kế lõi đầu gác lõi: d = 80 l = 480 l 480 = = >5 nên ta dùng đầu gác mở rộng chiều cao lấy 1,5 lần d 80 Tra bảng B16 ta xác định đợc s1 = (mm) s2 = (mm) s3 = 7,5 (mm) = 60 = 80 Trong : s1 : khoảng cách theo phơng thẳng đứng đầu gác lõi đến ổ gác lõi s2 : khoảng cách theo phơng ngang đầu gác lõi (trái, phải) đến ổ gác lõi s3 : khoảng cách theo phơng ngang đầu gác lõi dới (trái, phải) đến ổ gác lõi 1: góc nghiêng gác lõi dới : góc nghiêng gác lõi 2.7 Sai lệch cho phép gân chịu lực Sau đúc gia công gân chịu lực ta có chiều dày thành gân chịu lực 1,5 (mm) iii - thiết kế hệ thống rót- đậu , đậu ngót 3.1 Chọn hệ thống rót đậu , đậu ngót (hình vẽ): Vì chiều sâu hốc khuôn nhỏ nên ta chọn hệ thống rót bên hông Chi tiết đúc gang xám khối lợng trung bình nên không cần bố trí đậu ngót ta chọn hệ thống rót nh hình vẽ 3.2 Chọn loại kích thớc hòm khuôn (hình vẽ): Chọn hòm khuôn gang đúc kích thớc hòm khuôn tra bảng B28 (HDTKD) a) Khoảng cách mặt vật đúc mặt hòm khuôn: a = 90 (mm) b) Khoảng cách mặt dới vật đúc mặt dới hòm khuôn: b = 90 (mm) c) Khoảng cách mặt bên vật đúc thành hòm : c = 50 (mm) d) Khoảng cách ống rót thành hòm: d = 60 (mm) đ) khoảng cách vật đúc: đ = 70 (mm) e) Khoảng cách vật đúc rãnh lọc xỉ: e = 50 (mm) Vậy kích thớc hòm khuôn là: - - Thiết kế công nghệ đúc Chiều cao nả khuôn : HT = a + h1 = 90 + 35 = 125 (mm) Chiều cao nả khuôn dới : HD = b + h + hvđ = 90 + 60 + 470 = 620 Chiều dài hòm khuôn : L = 2c + Lvđ =2.50 + 350 = 450 (mm) Chiều rộng hòm khuôn : B = e + d + c + Bvđ = 50 + 60 + 50 + 150 = 310 (mm) Chiều cao hòm khuôn : H =HT + HD =125 + 620 (mm) 3.3.Tính toán kích thớc hệ thống rót (Tính theo giải tích): Theo bảng B!9 (HDTKD) Tiết diện rãnh dẫn ữ 1,5 (cm2) Chiều dài rãnh dẫn 35ữ 40 (mm) Xác định thời gian rót kim loại T = K SG Trong S : Chiều dày thành vật đúc G : Khối lợng vật đúc + hệ thống ngót, K : Hệ số K = 1,4 ữ 1,6 T = 1,43 35.75 T = 19,31 (s) Tốc độ dâng kim loại lỏng khuôn đợc tính theo công thức V = C T Trong C: Chiều cao vật đúc t rót (cm) C = 47 (cm) 47 V = 19,31 = 2,43 (cm/s) Tiết diện chỗ hẹp hệ thống rót: Fmin = G 0,31.tà htb Trong đó: G : khối lợng vật đúc + hệ thống rót (kg) htb :Cột áp thuỷ tĩnh trung bình kim loại : Hệ số trở lực chung khuôn = 0,5 htb = H p2 2c Trong đó: H0 :áp suất thuỷ tĩnh ban đầu lớn (cm) - - Thiết kế công nghệ đúc p : Chiều cao vật đúc rãnh dẫn (cm) c : Chiều cao vật đúc vị trí rót p2 90 htb = H T = 125 = 38,83 2c 2.47 75 Fmin = = 4,02 0,31.19,31.0,5 38,83 (cm2) Chọn số rãnh dẫn n = 3, Frd = 1,2 (cm2) Frd = 3.1,2 = 3,6 (cm2) Theo tỉ lệ Frd : Flx : Fôr = 1: 1,2 : 1,4 Flx = 3,6.1,2 = 4,32 (cm2) Fôr = 3,6.1,4 = 5,04 (cm2) Chọn tiết diện rãnh dẫn hình thang thấp, tra bảng B21(HDTKD) Với Frd = 1,2 (cm2) a = 41 (mm), b = 39 (mm), h = (mm) hình thang thấp Chọn tiết diện rãnh lọc xỉ hình thang cao, tra bảng B21 (HDTKD) Flx = Flx 4,32 = = 2,16 (cm2) 2 Flx =2,16 (cm2) a = 15 (mm), b = 12 (mm), h = 16 (mm) hình thang cao - - Thiết kế công nghệ đúc Tính đờng kính ống rót d or = Fỏ 5,04 = = 1,27 3,14 (cm) Tra bảng B21 (HDTKD) H = 70 (mm), D = 70 (mm), D1 = 50 (mm), d = 20 (mm) ống rót iv - thiết kế mẫu hộp lõi 5.1 Chọn vật liệu làm mẫu , hộp lõi Tra bảng B26 (HDTKD) Theo số lợng vật đúc, đặc điểm kết cấu ta chon mẫu mầu gỗ loại thờng Chon hộp để chế tạo lõi hộp bổ đôi nửa theo chiều cao lõi 5.2 Xác định hình dạng , kích thớc mẫu - hộp lõi Hình dạng , kích thớc mẫu - hộp lõi đợc ghi vẽ mẫu hộp lõi - - Thiết kế công nghệ đúc v Bản vẽ minh hoạ vật đúc hình lõi - - Thiết kế công nghệ đúc vi chọ vật liệu hỗn hợp làm khuôn, lõi 6.1 Chọn vật liệu hỗn hợp làm khuôn lõi Tra bảng B29 (HDTKCND) Chõn hỗn hợp làm khuôn loại cát áo, khuôn tơi để đúc vật đúc gang có khối lợng nhỏ 200 (kg) Với thành phần chất liệu nh sau: Cát cũ: 45 ữ 47% Cát đất sét mới: 21 ữ 51 % Bột than: ữ 5% Mùn ca: ữ 5% Có thể dùng ữ 2% nớc bã giấy làm chất kết dính Tính chất hỗn hợp: Cỡ hạt: 0,16 ữ 0,2 (mm) Lợng đất sét: ữ 10% Độ bền nén tơi đạt: ữ 5% Độ bền nén khô đạt: ữ 5% Độ thông khí đạt: 40 ữ70 6.2 Chọn vật liệu hỗn hợp làm lõi: Tra bảng B30 (HDTKCND) Ta chọn trờng hợp lõi có kết cấu đơn giản kích thớc đủ lớn, hỗn hợp làm lõi hỗn hợp loại IV Thành phần hỗn hợp gồm : Cát thạch anh: 93 ữ 59% Đất sét: ữ 1% Cát cũ: ữ 40% Mùn ca: ữ 2% Chất kết dính nớc bã giấy: ữ3% Tính chất hỗn hợp: Lợng đất sét: ữ 7% Độ thông khí tơi: 70 Độ ẩm: ữ 5% Độ bền nén tơi: 1,5 ữ 2,5 (N/cm2) Độ bền kéo khô: 20 ữ 30 (N/ cm2) tính lực đè khuôn 7.1 Tính lực đẩy lên khuôn : Theo công thức Pđ = V - - Thiết kế công nghệ đúc Trong đó: : Khối lợng riêng Với kim loại = (kg/dm3) Với cát = 1,5 (kg/dm3) V : Thể tích vật áp lực V = 8,93 dm3 Pđ = (KL - cát) = (7 - 1,5).8,93 = 49,15 (kg) Pđ = 49,15 (kg) 7.2.Tính lực đẩy lên lõi PL = .VL VL: Thể tích lõi chiếm chỗ kim loại : Khối lợng riêng kim loại lỏng hD 3,14 450.(80) = = 2.26.10 (mm3) VL = 4 VL = 2,26 (dm3) PL = 7.2,26 =15,82 (kg) 7.3 Khối lợng cát hòm khuôn : Gcát = Vcat cát Trong Gcát : Thể tích cát hòm khuôn cát : Khối lợng riêng cát Với cát = 1,5 (kg/dm3) Gcát = 49,15.1,5 = 73,73 (kg) Ghòm = 15%.Gcát = 15 73,73 = 11,06 (kg) 100 7.4 Lực đè khuôn G =(P Ght).n n = 1,3 ữ 1,4 P = Pđẩy hòm + Pđẩy lõi = Pđ + PL = 15,82 + 49,15 = 64,97 (kg) Ght = Ghòm + Gcát = 11,06 + 73,73 = 84,79 (kg) Lực đè khuôn : G = (64,97 - 84,79).1,3 = - 25.77 (kg) Vậy không cần lực đè khuôn - - Thiết kế công nghệ đúc viii - tính phối liệu 8.1 Thành phần vật liệu vật đúc vật liệu kim loại: GX15 - 32 8.2 Tính toán phối liệu; a)tính cho 100 (kg): Mác gang cần đúc GX15 32 tra bảng B33(HDTKCND) có thành phần hoá học 3,5 3,7 %C, 2,0 2,4 %Si, 0,5 0,8 %Mn, < 0,3 %P, < 0,15 %S ,Ta lấy trị số trung bình thành phần để tính toan, 3,6 %C, 2,2 %Si, 0,7 %Mn với tỷ lệ cháy hao cho ta nấu loại gang có thành phần nh sau %Si = 2,2.1,19 = 2,618 %Mn = 0,7.1,24 = 0,868 Theo bảng B34, B35 (HDTKCND) ta có thành phần hoá học kim loại là: GD 1: 2,7 3,2%Si; 0,91 1,3%Mn GD : 1,2 1,7%Si; 0,91 1,3%Mn Lấy trị số trung bình để tính toán Gang cũ II 1,8 2,2 %Si; 0,4 0,6%Mn Kí hiệu A,B,C lần lợt điểm tơng ứng với thành phần (Si,Mn) GĐ1 GD4 Gang cũ II ta có A(3,1,11), B(1,5;1,1), C( 2;0,5) Nối điểm A, B, C ta đợc tam giác ABC hệ toạ độ thành phần (Si,Mn) Gọi M điểm biểu diễn phối liệu cần tính M(2,618;0,868) Thuộc vùng5 , ta có Mn 1,1 B A M 0,5 C 1,5 - - Si Thiết kế công nghệ đúc Thành phần giai đoạn là; Với X = GD Y = GD Z = Gang cũ Ta có X + Y + Z = 100 X + 1,5Y + 2Z = 100.2,618 1,1X + 1,1Y + 0,5Z = 100.0,868 X = 87,73 Y = 13,2 Z = 38,67 b) Tính cho mẻ liệu: Với đờng kính lò 700 (mm) tra bảng B32(HDTKCND) ta xác định đợc Năng suất lò 2900 (kg/h) Lợng than cốc cho mẻ liệu là; 50 kg Lợng đá vôi là: 14 kg Tỷ lệ than cốc kim loại là: 16 17 % Vậy lợng kim loại cần tính cho mẻ liệu là: 100 = 312.5 (kg) 16 312.5 X = 100 87,73 = 274.16(kg) 312.5 13,2 = 41.25(kg) Y = 100 312.5 Z = 100 38,67 = 120.63(kg) MKl = 50 Vậy - - Thiết kế công nghệ đúc thuyết minh dẫn khác 9.1 Thuyết minh quy trình làm khuôn Đặt nửa mẫu dới hòm khuôn dới lên đỡ Phủ lớp cát lên bề mặt , sau phủ cát đệm lên lớp cát ao đầm cgặt theo theo lớp dày 20 40 mm gạt phẳng , xiên lỗ thoát Lật ngửa nửa hòm khuôn dới lên lắp cac phần mẫu vào phần dới Đặt nửa hòm khuôn lên hòm khuôn dới định vị hai hòm khuôn lắp hệ thống rót, rắc cát phân cách nửa , xiên lỗ thoát hơi, rút mẫu , ống rót, phễu rót Lật hòm khuôn lấy mẫu hệ thống rót khỏi khuôn , sửa lại lòng khuôn mặt phân khuôn Lấy mẫu khỏi hòm khuôn dới sửa lại lòng khuôn phần khuôn 9.2.Thuyết mịnh quy trình làm lõi : Cho hỗn hợp làm lõi vào hốc lõi dầm chặt gạt phẳng xiên lỗ thoát lõi khô Thao hộp lõi dặt lõi vào khay đỡ đem sấy khô 9.3.Các dẫn khác tài liệu tham khảo - - [...]... = - 25.77 (kg) Vậy không cần lực đè khuôn - - Thiết kế công nghệ đúc viii - tính phối liệu 8.1 Thành phần vật liệu vật đúc và vật liệu kim loại: GX15 - 32 8.2 Tính toán phối liệu; a)tính cho 100 (kg): Mác gang cần đúc là GX15 32 tra bảng B33(HDTKCND) có thành phần hoá học là 3,5 3,7 %C, 2,0 2,4 %Si, 0,5 0,8 %Mn, < 0,3 %P, < 0,15 %S ,Ta lấy trị số trung bình của các thành phần này để tính toan,.. .Thiết kế công nghệ đúc Trong đó: : Khối lợng riêng Với kim loại = 7 (kg/dm3) Với cát = 1,5 (kg/dm3) V : Thể tích của vật áp lực V = 8,93 dm3 Pđ = (KL - cát) = (7 - 1,5).8,93 = 49,15 (kg) Pđ = 49,15 (kg) 7.2.Tính lực đẩy lên lõi PL = .VL trong đó VL: Thể tích lõi chi m chỗ trong kim loại : Khối lợng riêng của kim loại lỏng hD... trị số trung bình để tính toán Gang cũ II 1,8 2,2 %Si; 0,4 0,6%Mn Kí hiệu A,B,C lần lợt là 3 điểm tơng ứng với thành phần (Si,Mn) của GĐ1 GD4 Gang cũ II ta có A(3,1,11), B(1,5;1,1), C( 2;0,5) Nối các điểm A, B, C ta đợc tam giác ABC trên hệ toạ độ thành phần (Si,Mn) Gọi M là điểm biểu diễn phối liệu cần tính M(2,618;0,868) Thuộc vùng5 , ta có Mn 1,1 B A M 0,5 C 1,5 2 - - 3 Si Thiết kế công nghệ đúc. .. mẻ liệu: Với đờng kính lò là 700 (mm) tra bảng B32(HDTKCND) ta xác định đợc Năng suất lò là 2900 (kg/h) Lợng than cốc cho một mẻ liệu là; 50 kg Lợng đá vôi là: 14 kg Tỷ lệ giữa than cốc và kim loại là: 16 17 % Vậy lợng kim loại cần tính cho một mẻ liệu là: 100 = 312.5 (kg) 16 312.5 X = 100 87,73 = 274.16(kg) 312.5 13,2 = 41.25(kg) Y = 100 312.5 Z = 100 38,67 = 120.63(kg) MKl = 50 Vậy - - Thiết. .. Vậy lợng kim loại cần tính cho một mẻ liệu là: 100 = 312.5 (kg) 16 312.5 X = 100 87,73 = 274.16(kg) 312.5 13,2 = 41.25(kg) Y = 100 312.5 Z = 100 38,67 = 120.63(kg) MKl = 50 Vậy - - Thiết kế công nghệ đúc thuyết minh chỉ dẫn khác 9.1 Thuyết minh quy trình làm khuôn Đặt nửa mẫu dới và hòm khuôn dới lên tấm đỡ Phủ một lớp cát lên bề mặt , sau đó phủ cát đệm lên trên lớp cát ao và đầm cgặt theo... khuôn 9.2.Thuyết mịnh quy trình làm lõi : Cho hỗn hợp làm lõi vào hốc lõi dầm chặt gạt phẳng xiên lỗ thoát hơi để cho lõi khô Thao hộp lõi dặt lõi vào khay đỡ đem đi sấy khô 9.3.Các chỉ dẫn khác tài liệu tham khảo - -