ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP MÔN CHẾ TẠO PHÔI_ĐH

ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP MÔN CHẾ TẠO PHÔI_ĐH ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP MÔN CHẾ TẠO PHÔI_ĐHĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP MÔN CHẾ TẠO PHÔI_ĐH ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP MÔN CHẾ TẠO PHÔI_ĐH ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP MÔN CHẾ TẠO PHÔI_ĐH ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP MÔN CHẾ TẠO PHÔI_ĐH ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP MÔN CHẾ TẠO PHÔI_ĐH ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP MÔN CHẾ TẠO PHÔI_ĐH

ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP MÔN CHẾ TẠO PHÔI

PHẦN I: LÝ THUYẾT

Câu 1: Trình bày về sự hình thành vật đúc trong khuôn? Vẽ đồ thị biểu

diễn trường nhiệt độ của hợp kim lỏng để minh họa? trang 2

Câu 2: Trình bày về nguyên tắc thiết kế kết cấu phôi đúc đảm bảo yêu

cầu chất lượng hợp kim đúc và đảm bảo thuận tiện cho công nghệ làm

khuôn? Lấy ví dụ minh họa trang 4

Câu 3: Trình bày về nguyên tắc thiết kế kết cấu phôi đúc đảm bảo thuận

tiện cho công nghệ làm lõi và đảm bảo thuận tiện cho công nghệ gia công

cắt gọt? Lấy ví dụ minh họa trang 6

Câu 4: Mục đích của việc phân tích kết cấu chi tiết đúc? Nguyên tắc chọn

mặt phân khuôn? Cách xác định các đại lượng của bản vẽ đúc? Trang 7

Câu 5: Nguyên tắc thiết kế lõi và gối lõi? Kết cấu một số gối lõi đặc biệt?

trang 8

Câu 6: Trình bày về yêu cầu của hệ thống rót? Các bộ phận cơ bản của

hệ thống rót? Các loại hệ thống rót? Trang 9

Câu 7: Bản chất biến dạng của kim loại và hợp kim? Trang 11

Câu 8: Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến tính dẻo và BDD kim loại? 13 Câu 9: Các định luật cơ bản trong gia công biến dạng? trang 14

Câu 10: Xác định chế độ nung nóng trong gia công kim loại bằng áp lực?

trang 15

Câu 11: Khái niệm về cán thép? Các sản phẩm của thép cán? Các bộ

phận chính cảu thiết bị cán và công dụng của chúng? Trang 17

Câu 12: Trình bày về sự kết tinh của kim loại mối hàn và tổ chức kim loại

của mối hàn trang 19

Câu 13: Trình bày về chế độ hàn hồ quang tay? Trang 21

Câu 1: Trình bày về sự hình thành vật đúc trong khuôn?

Vẽ đồ thị biểu diễn trường nhiệt độ của hợp kim lỏng để minh họa?

Trả lời:

Sự hình thành vật đúc trong khuôn:

Sự hình thành vật đúc trong khuôn trải qua 4 giai đoạn:

GĐ1: Điền đầy hợp kim lỏng: Điền đầy nhanh, liên tục, không làm giảm

nhiệt độ của hợp kim lỏng

GĐ2: Hạ nhiệt độ: Từ khi rót đến lúc kết tinh, hợp kim lỏng xuất hiện trung

tâm kết tinh lớn dần lên đến khi tạo lớp kim loại rắn

=> vùng kết tinh theo hướng tản nhiệt vuông góc với thành khuôn

GĐ3: Kết tinh và đông đặc: Nhiệt độ kết tinh được tính từ điểm lỏng đến

điểm đặc, hướng từ dưới lên và từ ngoài vào tâm Có hai trạng thái đôngđặc đó là:

+ Đông đặc theo lớp: Xảy ra với các kim loại nguyên chất, hợp kim cùngtinh hoặc hợp kim có khoảng nhiệt độ kết tinh hẹp

+ Đông đặc theo thể tích: xảy ra khi kim loại có khoảng nhiệt độ kết tinhlớn

Tại thời điểm t1, đường cong biểu diễn tốc độ nguội, các đường bắt đầukết tinh ở thời điểm b1 và kết thúc ở a1.

Lớp tiếp giáp với thành khuôn tồn tại cả 2 pha rắn và pha lỏng được giớihạn bởi hoành độ của điểm a1 và b1

GĐ4: Nguội trong khuôn: Khi kết thúc giai đoạn đông đặc của hợp

kim từ to đường đặc trở xuống đến khi dỡ khuôn là thời điểm chuyển biếnpha của từng hợp kim

=> Mô tả quá trình kết tinh và hình thành tổ chức KL

Câu 2: Trình bày về nguyên tắc thiết kế kết cấu phôi đúc đảm bảo

yêu cầu chất lượng hợp kim đúc và đảm bảo thuận tiện cho công nghệ làm khuôn? Lấy ví dụ minh họa.

Trả lời:

* Nguyên tắc:

Tránh tập chung kim loại chống rỗ co, tạo phần chuyển tiếp, bán kính góc

lượn, phần thoát, rãnh, lỗ

VD: chi tiết được tạo phần chuyển tiếp và bán kính góc lượn nhằm tránh

sự tập trung kim loại

Chọn hướng kết tinh đông đặc có lợi nhất để bổ sung kim loại

VD: Nếu bố trí tiết diện như hình a, thì khi kết tinh, sẽ khó và không thể bổsung kim loại khi có hiện tượng rỗ co Do vậy, cần bố trí tiết diện như hình

b để dễ dàng bổ sung kim loại

Hạn chế chọn chi tiết quá dài, quá rộng

=> Để đánh giá sự tập trung kim loại, người ta dùng vòng tròn nhiệt

Hình a

Hình b

Với chi tiết dài cần thiết kế gân để tăng cứng và tránh biến dạng Gân bốtrí lệch nhau, không đối xứng.

Phải bố trí tiết diện hợp lý tằn khả năng chịu lực, giảm nhẹ trọng lượngcủa kết cấu, tiết kiệm vật liệu

Với kết cấu có nan hoa, nên là số lẻ, nan hoa cong hoặc nghiêng 1 góc sovới mặt ngang, tiếp tuyến cong để tránh ứng suất khi đông đặc và nguội

Câu 3: Trình bày về nguyên tắc thiết kế kết cấu phôi đúc đảm bảo

thuận tiện cho công nghệ làm lõi và đảm bảo thuận tiện cho công nghệ gia công cắt gọt? Lấy ví dụ minh họa.

Trả lời:

Nguyên tắc thiết kế kết: Số lượng lõi ít nhất: Có thể dùng phần nhỏ để

thay thế lõi hoặc có thể nối liền 2 hoặc nhiều lõi đơn giản thành một lõi

Dễ phá lõi và làm sạch vật đúc: VD với kết cấu đúc như hình a và hình b,

sẽ không thể định được vị trí chính xác lõi trong khuôn Do vậy, cần bố tríkết cấu như hình c vì có đủ gối lõi xác định vị trí và có thể phá lõi và làmsạch vật đúc dễ dàng

Đảm bảo cho lõi ổn định, dễ định vị khi lắp ghép

Bố trí lõi đứng tốt hơn lõi ngang

Nguyên tắc thiết kế kết cấu phôi đúng đảm bảo thuận tiện cho công nghệ gia công cắt gọt

Gá lắp ổn định, chắc chắn, chính xác trên máy và đồ gá: Đảm bảo phôi

được gá lắp chắc chắn, thuận tiện trên máy công cụ

Kết cấu không gây cản trở quá trình cắt gọt

VD: Nếu bố trí lỗ chi tiết như ở hình a thì sẽ không thể khoan được vìkhông đưa được mũi khoan vào vị trí làm việc, do vậy cần thiết kế lại kếtcấu như hình b thì mới đảm bảo quá trình gia công được thuận tiện

Hình a Hình b Dễ tháo lắp

Câu 4: Mục đích của việc phân tích kết cấu chi tiết đúc? Nguyên tắc

chọn mặt phân khuôn? Cách XĐ các đại lượng của bản vẽ đúc?

Mục đích của việc phân tích kết cấu chi tiết đúc: Nhằm nghiên

cứu bản vẽ chi tiết, thêm lượng dư kỹ thuật để đơn giản hóa kết cấu.Thay đổi chiều dày thành vật đúc như biến đổi các gân, gờ, nan hoa, tạophần chuyển tiếp, bán kính góc lượn

=> Chọn được kết cấu CN đúc hợp lý nhất

Nguyên tắc chọn mặt phân khuôn: Mặt phân khuôn là bề mặt tiếp

xúc giữa các khuôn và là yếu tố quan trọng, quyết định quá trình côngnghệ Do vậy quá trình chọn mặt phân khuôn đóng vai trò rất quan trọng

và phải tuân thủ theo các nguyên tắc sau:

+ Số lượng mặt là ít nhất, mặt đơn giản nhất, tránh mặt cong, mặt bậc…+ Bố trí vật đúc trong một hòm khuôn, tốt nhất là hòm khuôn dưới (đảmbảo ổn định khi rót, độ chính xác…)

+ Tiết diện lớn nhất, chiều sâu là nông nhất, không qua tiết diện thay đổi+ Bề mặt quan trọng của vật đúc nên bố trí ở dưới hoặc hai bên

Cách xác định các đại lượng của bản vẽ đúc:

+ Lượng dư gia công cơ: Là phần dôi ra trên vật đúc, cần cắt bỏ đi để chi

tiết đạt độ chính xác về kích thước và độ bóng

+ Lượng dư công nghệ (lượng dư kỹ thuật): Thuận lợi cho quá trình làm

khuôn

+ Độ dốc đúc (độ xiên, độ nghiêng rút mẫu): Để dốc tháo mẫu Khi chiều

cao thành lớn thì cần độ dốc nhỏ, đối với mẫu là kim loại cũng chọn độdốc nhỏ

+ Bán kính góc lượn (giữa 2 bề mặt giao nhau): đảm bảo độ bền cho

khuôn mẫu, điền đầy vật đúc và tránh nứt nẻ

Trị số được tính theo công thức: 1 1 ;

Câu 5: Nguyên tắc thiết kế lõi và gối lõi? Kết cấu một số gối lõi đặc

biệt?

Nguyên tắc thiết kế lõi và gối lõi

* Lõi là phần lõm trong vật đúc và được thiết kế theo nguyên tắc:

+ Với lỗ nhỏ cần gia công có thể thêm lượng dư kỹ thuật (lượng thừa)sau khi đúc sẽ gia công

Số lượng lõi là ít nhất:

+ Lõi phải đủ kích thước, gối lõi, khe hở gối lõi, rãnh thoát khí, xương lõi+ lõi đứng không có lực đẩy lõi nên ổn định, còn lõi ngang có tiết diện lõi

và gối lõi như nhau, có lực đẩy lõi

+ Nếu là lõi phức tạp thì có thể phân chia thành nhiều lõi đơn giản, sauchế tạo sẽ ghép lại

* Gối lõi là bộ phận định vị lõi trong lòng khuôn nên cần chính xác, cứng

vững và dễ lắp, được thiết kế theo nguyên tắc:

+ Nếu là gối lõi đứng thì định vị theo hướng vuông góc với mặt phânkhuôn, chiều cao gối lõi dưới lớn hơn gối lõi trên, độ nghiêng của gối lõidưới nhỏ hơn độ nghiêng gối lõi trên

+ Gối lõi ngang phải phân bố cả ở khuôn trên và khuôn dưới

Kết cấu gối lõi đặc biệt:

+ Gối lõi có đế ổn định, các lõi có tỷ lệ chiều dài lớn hơn so với đường

kính L 3

D 

+ Gối lõi chống xoay vát 1 phần lõi để định vị

+ Gối lõi chống dịch dọc cho lõi ngang

Câu 6: Trình bày về yêu cầu của hệ thống rót? Các bộ phận cơ bản

của hệ thống rót? Các loại hệ thống rót?

Yêu cầu của hệ thống rót:

+ Dòng chảy của kim loại lỏng êm, liên tục, không va đập đột ngột tạodòng xoáy gây vỡ lòng khuôn, lõi

+ Không dẫn xỉ, tạp chất, các loại khí…vào lòng khuôn

+ Điền đầy nhanh, không hao phí kim loại cho hệ thống rót

+ Điều hòa được nhiệt trong lòng khuôn, tạo điều kiện cho hợp kim lỏngđông đặc theo hướng có lợi nhất, đồng thời bổ sung kim loại lỏng khiđông đặc

Các bộ phận cơ bản của hệ thống rót:

+ Cốc rót hướng dòng hợp kim lỏng từ thùng rót vào lòng khuôn, hình

dáng và kích thước phụ thuộc vào vật đúc và yêu cầu đảm bảo chấtlượng

Có các loại cốc rót như: Cốc rót có màng lọc, cốc rót có nút, cốc rót cómàng ngăn và cốc rót ly tâm

+ Ống rót: là phần nối cốc rót xuống rãnh lọc xỉ, độ dốc từ 10 đến 15% + Rãnh lọc xỉ: gạn lọc xỉ, được bố trí ở khuôn trên, tiết diện ngang hình

thang, tam giác hoặc bán nguyệt

+ Rãnh dẫn: Dẫn hợp kim lỏng từ rãnh lọc xỉ vào lòng khuôn, được bố trí

dưới rãnh lọc xỉ và đặt ở khuôn dưới

Các loại hệ thống rót:

+ Rót trực tiếp: Chỉ dùng cho vật đúc lớn, đơn giản Do không gạn lọc xỉ

nên trong vật đúc dễ lẫn tạp chất và rỗ khí dẫn tới chất lượng vật đúc kocao

+ Rót xi phông: Thích hợp với các vật đúc nhỏ, chất lượng yêu cầu cao.

Vì rót từ dưới lên nên thoát khí tốt, chất lượng vật đúc cao

+ Rót bên hông qua mặt phân khuôn vào lòng khuôn: Khi lòng khuôn

không đối xứng thì rót qua mặt phân khuôn và rót từ đáy lòng khuôn lên

Còn khi lòng khuôn đối xứng thì rót qua mặt phân khuôn đối xứng, lòngkhuôn phân bố đều trên 2 hòm khuôn

Câu 7: Bản chất biến dạng của kim loại và hợp kim?

b Nội lực: xuất hiện trong nội bộ vật thể khi có ngoại lực tác dụng (hiệntượng hóa, lý, nung nóng, làm nguội) Ứng suất nội lực làm giảm giới hạn

bền, giới hạn mỏi Khi vượt quá các giới hạn này vật thể sẽ nứt nẻ và pháhủy.

Câu 8: Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến tính dẻo và BDD kim

loại?

Các yếu tố ảnh hưởng đến tính dẻo và biến dạng dẻo của KL

* Tính dẻo của kim loại là khả năng biến dạng dẻo của kim loại dưới tác

dụng của ngoại lực mà không bị phá hủy Tính dẻo của kim loại phụ thuộcvào các yếu tố như: Thành phần và tổ chức của kim loại, nhiệt độ, trạngthái ứng suất chính, ứng suất dư, ma sát ngoài, lực quán tính, tốc độ biếndạng…

- Ảnh hưởng của thành phần và tổ chức kim loại: do có sự khác biệt giữa

kiểu mạng tinh thể, lực liên kết giữa các nguyên tử khác gây nên tính dẻogiữa các kim loại cũng khác nhau (vd: đồng, nhôm dẻo hơn sắt)

Với các hợp kim có tính dẻo giảm do kiểu mạng phức tạp, xô lệch mạnglớn, một số các hạt cứng trong tổ chức cản trở sự biến dạng Tuy nhiên,kim loại sạch và hợp kim có cấu trúc 1 pha dẻo hơn hợp kim có cấu trúcnhiều pha Các tạp chất thường tập chung ở biên giới hạt, làm tăng xôlệch mạng cũng làm giảm tính dẻo của kim loại

- Ảnh hưởng của nhiệt độ: Tính dẻo của kim loại phụ thuộc rất nhiều vào

nhiệt độ, nhiệt độ tăng thì tính dẻo tăng Giải thích: Khi tăng nhiệt độ, cácnguyên tử dao động nhiệt lớn, xô lệch mạng giảm, khả năng khuếch táncủa các nguyên tử tăng làm cho tổ chức đồng đều hơn

- Ảnh hưởng của ứng suất dư: Khi kim loại bị biến dạng nhiều, các hạt

tinh thể vỡ vụn, xô lệch mạng tăng, ứng suất dư lớn làm cho tính dẻogiảm mạnh ( hiện tượng biến cứng) Khi nhiệt độ đạt từ 0,25-0,3Tnc (nhiệt

độ nóng chảy), ứng suất dư và xô lệch mạng giảm làm cho tính dẻo củakim loại phục hồi trở lại

- Ảnh hưởng của tốc độ biến dạng: Sau khi rèn dập, các hạt kim loại bị

biến dạng do chịu tác dụng mọi phía nên chai cứng hơn, sức chống lại sựbiến dạng của kim loại sẽ lớn hơn, đồng thời khi nhiệt độ nguội dần sẽ kếttinh lại như cũ

Khi tốc độ biến dạng nhanh hơn tốc độ kết tinh thì các hạt kim loại bị chaichưa kịp trở lại trạng thái ban đầu mà lại tiếp tục biến dạng, do đó ứngsuất trong khối kim loại sẽ lớn, hạt kim loại bị dòn và có thể bị nứt

Câu 9: Các định luật cơ bản trong gia công biến dạng?

 Định luật biến dạng đàn hồi tại đồng thời với biến dạng dẻo:

Định luật này phát biểu như sau: “Khi biến dạng dẻo kim loại, đồng thờivới biến dạng dẻo có xảy ra biến dạng đàn hổi Quan hệ giữa lực và biếndạng đàn hồi tuân theo định luật HUC”

 Định luật ứng suất dư:

“Bên trong bất cứ kim loại biến dạng dẻo nào cũng đều sinh ra ứng suất

dư cân bằng nhau”

 Định luật thể tích không đổi:

“Thể tích của vật thể trước khi biến dạng bằng thể tích vật thể sau khibiến dạng”

 Định luật trở lực bé nhất:

“Trong quá trình biến dạng, các chất điểm của vật thể sẽ di chuyển theophương nào cso trở lực bé nhất”

Câu 10: Xác định chế độ nung nóng trong gia công kim loại bằng áp

lực?

Đối với một số kim loại khi gc nóng cần nung lên nhiệt độ cao, mụcđích làm tăng tính dẻo, giảm khả năng chống biến dạng của chúng để cóthể biến dạng với lượng lớn và cũng do đó giảm được được lực biến dạngcần thiết KL khi nung độ bền giảm rất nhanh và độ dẻo tăng lên

Chọn khoảng nhiệt độ gcal tức là xđ giới hạn nhiệt độ nung cao nhất

ch phép còn gia công được mà dưới nhiệt độ đó cẩn phải kết thúc GC

Chọn khoảng nhiệt độ gia công hợp lý có ý nghĩa kinh tế kĩ thuật rấtlớn khoảng nhiệt độ càng lớn thì thời gian gia công càng lâu và mức độbiến dạng càng lớn

b thời gian giữ nhiệt: là thời gian giữ phôi trong lò khi đã đạt được nhiệt

độ nung Khi phôi đạt nhiệt độ nung cần có một thời gian giữ nhiệt đểnhiệt độ vật nung mặt ngoài và bên trong đồng đều thời gian giữ nhiệttrong lò phụ thuộc vào vật liệu, kích thước, và thời gian nung Với thép Cthời gian giữ nhiệt = 20 – 30% thời gian nung; thép hk = 150%

Câu 11: Khái niệm về cán thép? Các sản phẩm của thép cán? Các bộ

phận chính cảu thiết bị cán và công dụng của chúng?

Cán là cho phôi đi qua khe hở giữa hai trục cán quay ngược chiều nhau,làm cho phôi bị biến dạng dẻo ở khe hở, kết quả là chiều dày của phôigiảm xuống, chiều dài tăng lên rất nhiều Hình dạng mặt cắt của phôicũng thay đổi theo mặt cắt của khe hở giữa hai trục cán Ví dụ: mặt cắtvuông của phôi trở thành tròn, chữ nhật… khi mặt cắt khe hở của hai trụccán là tròn, chữ nhật… Diện tích của mặt cắt ngang của sản phẩm sẽ nhỏhơn mặt cắt ngang của phôi

Sản phẩm cán:

Sản phẩm sản xuất bằng phương pháp cán được dùng trong mọi ngànhcông nghiệp (cơ khí, xây dựng, giao thông vận tải…) Tùy theo hình dánhsản phẩm cán có thể chia thành bốn nhóm chủ yếu: hình, tấm, ống, đặcbiệt

sản phẩm cán hình: được chia thành hai nhóm:

Nhóm thông dụng có prôfin đơn giản (tròn, vuông, hình chữ nhật, lục giác,chữ U, chữ T,…)

Nhóm đặc biệt có prôfin phức tạp, dùng cho những mục đích nhất định(đường ray, các dạng đặc biệt dùng trong ôtô, máy kéo, trong ngành xâydựng…)

Sản phẩm cán tấm: được chia thành hai nhóm theo chiều dày:

Tấm dày có chiều dày trên 4mm

- Tấm mỏng có chiều dày dưới 4mm

Sản phẩm cán ống: chia thành loại không có mối hàn và loại có mối hànSản phẩm cán đặc biệt: gồm có các loại bánh xe, bánh răng, bi, vật cán

có prôfin chu kỳ …

Thiết bị cán:

Các bộ phận cơ bản của máy cán gồm:

Giá cán: là bộ phận chủ yếu của máy cán, trong đó lắp trục cán, hệ thốngđiều chỉnh khoảng cách giữa các trục cán

Trục cán : Cấu tạo gồm thân trục , cổ trục, đầu chữ thập Trục cán cónhiều loại, tùy theo sản phẩm: trục cán phẳng để cán sản phẩm tấm, trụccán có lỗ hình (tròn, vuông,…) để cán sản phẩm thanh có tiệt diện tròn,vuông…

Hộp giảm tốc: là bộ phận giảm tốc độ quay từ động cơ đến trục cán

Hộp bánh răng chữ V là bộ phận nhận chuyển động từ hộp giảm tốc quabánh răng V để phân phối đến các trục cán