Bài Giảng Công nghệ kim loại - Nguyễn Tác Ánh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ – CHẾ TẠO MÁY CÔNG NGHỆ KIM LOẠI BIÊN SOẠN: NGUYỄN TÁC ÁNH NĂM 2003 NỘI DUNG MÔN HỌC PHẦN CÔNG NGHỆ ĐÚC PHẦN GIA CÔNG KIM LOẠI BẰNG ÁP LỰC PHẦN CÔNG NGHỆ HÀN Phần 1: CÔNG NGHỆ ĐÚC CHƯƠNG KHÁI NIỆM VỀ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT ĐÚC CHƯƠNG THIẾT KẾ ĐÚC CHƯƠNG CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MẪU VÀ HỘP LÕI CHƯƠNG CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO KHUÔN VÀ LÕI CHƯƠNG ĐÚC CÁC HP KIM CHƯƠNG KHUYẾT TẬT VẬT ĐÚC CHƯƠNG I KHÁI NIỆM VỀ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT ĐÚC 1.1 Đònh nghóa 1.2 Đặc điểm 1.3 Phân loại phương pháp đúc 1.4 Sơ đồ sản xuất đúc khuôn cát 1.5 Những nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng vật đúc 1.6 Nguyên lý thiết kế kết cấu vật đúc 1.1 Đònh nghóa Đúc trình điền đầy kim loại thể lỏng vào lòng khuôn đúc có hình dạng kích thước đònh sẵn Sau kim loại đông đặc ta thu sản phẩm tương ứng với lòng khuôn Sản phẩm gọi vật đúc Nếu đem vật đúc gia công gia công cắt gọt gọi phôi đúc 1.2 Đặc điểm Mọi vật liệu : gang, thép,hợp kim màu, vật liệu phi kim nấu chảy, đúc   Tạo vật đúc có kết cấu phức tạp Có khối lượng lớn mà phương pháp giacông phôi khác không thực  Nhược điểm:  Do trình kết tinh từ thể lỏng nên vật đúc dễ tồn dạng rỗ co, rỗ khí, nứt, lẫn tạp chất  Khi đúc khuôn cát, độ xác kích thước độ bóng thấp  Tiêu hao phần không nhỏ kim loại cho hệ thống rót, đậu ngót cho đại lượng khác (lượng dư, độ 1.3 Phân loại phương pháp đúc  Phương pháp sản xuất đúc phân loại tuỳ thuộc vào loại khuôn mẫu, phương pháp làm khuôn vv…  Tuỳ thuộc vào loại khuôn đúc người ta phân làm hai loại: Đúc khuôn cát a) Đúc khuôn cát: Khuôn cát loại khuôn đúc lần (chỉ rót lần phá khuôn).vật đúc tạo hình khuôn cát có độ xác thấp độ bóng bề mặt lượng dư gia công lớn.Nhưng khuôn cát tạo vật đúc có kết cấu phức tạp, khối lượng lớn b) Đúc đặc biệt: Ngoài khuôn cát , dạng đúc khuôn đúc (kim loại ,vỏ mỏng …) gộp chung đúc đặc biệt Đúc đặc biệt, tính riêng loại cho ta sản phẩm chất lượng cao ,độ xác ,độ bóng cao vật đúc khuôn cát Ngoài 7.2.1 Xác đònh biến dạng co dọc hàn giáp mối:    Ứùng suất dư (do nung nóng nguội không đều) hàn cân vùng ảnh hưởng nhiệt đạt tới giới hạn chảy Tấm hàn nung nóng không bò ảnh hưởng bên Biến dạng phù hợp với giả thuyết tiết diện phẳng 7.2.2.Độ võng liên kết hàn giáp mối: Với đường hàn không nằm trung tâm vật hàn Khi xuất momen uốn làm cho hàn cong đi.Đó nội lực cản phản kháng hai phía mối hàn khác 7.2.3.Xác đònh ứng suất biến dạng co dọc mối hàn chữ T : Kết cấu chữ T gồm hai hàn với hai mối hàn góc.Nếu kết cấu hàn không bò kẹp chặt tác dụng M kết cấu bò uốn ứng suất uốn là: σ = M/W Trong M: momen uốn nội lực,tác dụng lên kết cấu M = P2.Y2 –2P1.Y1 Y1,Y2 :khoảng cách từ điểm đặt lực phản kháng 2P1và P2 đến trọng tâm vùng ứng suất tác dụng 7.3 KHUYẾT TẬT CỦA MỐI HÀN: Nứt: Lỗ hơi: Lẫn xỉ hàn: Hàn chưa thấu: 5.Khuyết cạnh: Đóng cục: 1.Nứt:   Là khuyết tật nghiêm trọng mối hàn Căn vào vò trí sinh nứt, chia làm hai loại nứt:nứt nứt ngoài.Vết nứt sinh khu vực chòu ảnh hưởng nhiệt đầu mối hàn 1.Nứt ngoài; 2.Nứt trong; Nứt khu vực chòu ảnh hưởng sức nóng 2.Lỗ hơi: Vì có nhiều thể hòa kim loại mỏng chảy, thể không thoát trước lúc vùng nóng chảy nguội, tạo thành lỗ 1.Lỗ tập trung; 2.Lỗ bề mặt; Lỗ đơn Lẫn xỉ hàn: Lẫn xỉ hàn lẫn tạp chất kẹp mối hàn, tạp chất tồn mối hàn, nằm mặt mối hàn Lẫn xỉ hàn thường sinh mối hàn vuông góc đầu nối có khe hở nhỏ Hàn chưa thấu: Hàn chưa thấu khuyết tật nghiêm trọng mối hàn dẫn đến nứt, làm hỏng cấu kiện.Hàn chưa thấu có khả sinh góc mối hàn mép đầu nối Khuyết cạnh:     Ở chỗ giao kim loại vật hàn với mối hàn có hình rãnh dọc, rãnh gọi khuyết cạnh Nguyên nhân: Dòng điện hàn lớn, hồ quang dài Góc độ que hàn cách đưa que hàn không xác Đóng cục: Trên mép hàn có kim loại thừa không trộn với kim loại vật hàn gọi đóng cục 7.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA MỐI HÀN: Kiểm tra phá hỏng: Kiểm tra không phá hỏng: 1.Kiểm tra phá hỏng: Là kiểm tra tính, xác đònh cường độ cực đại đầu nối mối hàn, tính dẻo tính dai cao hay thấp Kiểm tra không phá hỏng: Kiểm tra mặt dầu lửa, áp lực nước, khí nén, tia X, tia γ … [...]... THÚC CHƯƠNG I Quay về chương CHƯƠNG II THIẾT KẾ ĐÚC II-1 Thành lập bản vẽ đúc II-2 Bản vẽ mẫu II-3 Bản vẽ hộp lõi và lõi II-4 Thiết kế hệ thống rót - đậu hơi - đậu ngót II-1 Thành lập bản vẽ đúc II-1.1 Phân tích kết cấu II-1.2 Xác đònh mặt phân khuôn II-1.3 Xác đònh các đại lượng của bản vẽ vật đúc II-1.4 Xác đònh Lõi và gối lõi (ruột và đầu gác ) II-1.1 Phân tích kết cấu  Đọc kỹ bản vẽ, hình dung chi... đại lượng của bản vẽ vật đúc *Lượng dư gia công cắt gọt : Là lượng kim loại bò cắt gọt trong quá trình gia công cơ để tạo thành chi tiết Lương dư gia công cơ phụ thuộc: - Độ bóng, độ chính xác - Kích thước bề mặt - Bề mặt phía trên của vật đúc để lượng dư lớn hơn vì chất lượng xấu hơn nên phải cắt bỏ nhiều - Loại hình sản xuất Tra bảng trong sổ tay công nghệ chế tạo máy; thiết kế đúc Những bề mặt... phẩm hình thành từ hợp kim lỏng trong lòng khuôn Sự hình thành đó chòu ảnh hưởng lớn kết cấu vật đúc b Yêu cầu của một kết cấu kim loại Bảo quản quy trình công nghệ làm khuôn đơn giản, thuận tiện  Để xác đònh vò trí lòng khuôn trong khuôn đúc để tạo ra hướng kết tinh đúng nhằm nâng cao chất lượng hợp kim đúc loại bỏ các khuyết tật đúc  Bảo đảm cho quy trình công nghệ gia công cắt gọt được thuận... Không nên để phía trên vì dễ nổi bọt khí, rỗ khí,lõm co - Những vật đúc có lõi, nên bố trí sao cho vò trí của lõi là thẳng đứng.Để đònh vò lõi chính xác, tránh được tác dụng lực của kim loại lỏng làm biến dạng thân lõi, dễ kiểm tra khi lắp ráp - Chọn mặt phân khuôn sao cho lòng khuôn là nông nhất, để dễ rút mẫu và dễ sữa khuôn, dòng chảy kim loại vào khuôn êm hơn, ít làm hư khuôn * Những kết cấu... lõi Khuôn tươi Nhiên liệu Lò đúc Nguyên liệu kim loại Nấu kim loại Biến tính Khuôn khô Lắp ráp khuôn, lõi Rót khuôn Phá khuôn,lõi Làm sạch vật đúc Kiểm tra Thành phẩm Phế phẩm 1.5 Những nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng vật đúc * Chất lượng vật đúc + Độ chính xác hình dạng và kích thước + Độ nhẵn bóng bề mặt + Tính chất kim loại * Nhân tố ảnh hưởng -Hợp kim đúc: 1.6 Nguyên lý thiết kế kết cấu vật đúc... chọn mặt phân khuôn : +Dựa vào công nghệ làm khuôn : Rút mẫu dễ dàng, đònh vò lõi và lắp ráp khuôn - Chọn mặt có diện tích lớn nhất, dễ làm khuôn và lấy mẫu - Mặt phân khuôn nên chọn mặt phẳng tránh mặt cong, mặt bậc Hình vẽ + Số lượng mặt phân khuôn phải ít nhất.Để đảm bảo độ chính xác khi lắp ráp, công nghệ làm khuôn đơn giản + Nên chọn mặt phân khuôn đảm bảo chất lượng vật đúc cao nhất, những bề mặt... tiết, vật liệu chế tạo chi tiết, hình dung cả vò trí làm việc của chi tiết đó trong thiết bò, yêu cầu chòu lực …  Dự kiến trước sơ bộ quy trình gia công cắt gọt chi tiết đóù trên các loại máy xác đònh những phần bề mặt phải gia công, những mặt chuẩn công nghệ Từ đó xem đã hợp lý với kết cấu vật đúc chưa, nếu chưa có thể thay đổi một phần kết cấu nhằm: + Đơn giản hoá kết cấu tạo, tạo điều kiện dễ đúc... làm việc của chi tiết II-1.2 Xác đònh mặt phân khuôn  Mặt phân khuôn là bề mặt tiếp xúc giữa các nữa khuôn với nhau xác đònh vò trí đúc ở trong khuôn.Mặt phân khuôn có thể là mặt phẳng, mặt bậc hoặc cong bất kì Nhờ có mặt phân khuôn mà rút mẫu khi làm khuôn dễ dàng lắp ráp lõi, tạo hệ thống dẫn kim loại vào khuôn chính xác   Nguyên tắc chọn mặt phân khuôn : +Dựa vào công nghệ làm khuôn : Rút mẫu... chính xác của vật đúc phụ thuộc vào độ chính xác của lòng khuôn.Do đó phải: - Lòng khuôn tốt nhất là chỉ phân bố vào trong 1 hòm khuôn Để tránh sai số khi lắp ráp khuôn Ví dụ: - Những vật đúc có nhiều tiết diện khác nhau, nếu yêu cầu độ đồng tâm cao, người ta dùng thêm miếng đất phụ để đặt toàn bộ vật đúc trong một hòm khuôn - Miếng đất phụ sẽ làm thay đổi phần nào hình dạng mẫu để tạo ra tiết diện... nhiều - Loại hình sản xuất Tra bảng trong sổ tay công nghệ chế tạo máy; thiết kế đúc Những bề mặt không ghi độ bóng sẽ không có lượng dư gia công cơ Lượng dư công nghệ : Là các lỗ có φ quá nhỏ, rãnh then, rãnh lùi dao, rãnh có độ sâu quá nhỏ thì đúc đặc,sau này gia công cơ sau * Lỗ φ 20 mm sản xuất hàng khối không đúc * Lỗ φ 30 mm sản xuất hàng loạt không đúc * Lỗ φ 50 mm sản xuất đơn chiếc không đúc