bài giảng công nghệ đúc chương 2

Chương THIẾT KẾ ĐÚC CHƯƠNG THIẾT KẾ ĐÚC Mục tiêu học Sau học sinh viên có khả sau: - Phân tích kết cấu chi tiết - Thiết kế đúc cho chi tiết gia công đơn giản - Thiết kế tính toán hệ thống rót - Nêu tác dụng mẫu, khuôn đúc, lõi, hộp lõi THIẾT KẾ ĐÚC 2.1 Thành lập vẽ đúc 2.2 Thiết kế mẫu hộp lõi 2.3 Thiết kế hệ thống rót đậu hơi, đậu ngót 2.1 Thành lập vẽ đúc 2.1.1 Phân tích kết cấu 2.1.2 Xác định mặt phân khuôn 2.1.3 Xác định đại lượng vẽ vật đúc 2.1.4 Xác định lõi gối lõi 2.1.1 Phân tích kết cấu - Đọc hiểu kỹ vẽ, điều kiện kỹ thuật, vật liệu chế tạo - Loại hình sản xuất đúc: tra bảng sổ tay công nghệ chế tạo máy I - Dự kiến trước sơ quy trình gia công cắt gọt chi tiết loại máy công cụ - Xác định phần bề mặt phải gia công, mặt chuẩn công nghệ - Đơn giản hóa kết cấu để dể đúc 2.1.2.Xác định mặt phân khuôn - Mặt phân khuôn bề mặt tiếp xúc nửa khuôn với - Mặt phân khuôn xác định vị trí vật đúc khuôn - Ký hiệu gạch xanh, mũi tên T phần vật đúc thuộc khuôn trên, D thuộc khuôn Các nguyên tắc chọn mặt phân khuôn a Chọn mặt phân khuôn dựa vào công nghệ làm khuôn b Chọn mặt phân khuôn dựa vào độ xác lòng khuôn c Chọn mặt phân khuôn dựa vào chất lượng hợp kim đúc a Chọn mặt phân khuôn dựa vào công nghệ làm khuôn Chọn mặt phân khuôn qua tiết diện có diện tích lớn Chọn mặt phân khuôn cho lòng khuôn nông Ví dụ: B B A b) A a) - Những kết cấu có lòng khuôn phân bố khuôn khuôn dưới, nên chọn lòng khuôn nông (hình 1-18) D B T T D A Hình 1-18 - Mặt phân khuôn nên chọn mặt phẳng Hình 1-19 chọn theo phương án A tốt B B A Hình 1-19 Màng ngăn a) b) Màng lọc vật liệu chịu lửa Nút đậy c) d) Hình 1-39 Các loại cốc đặc biệt a.Cốc có màng lọc; b.Cốc có màng ngăn; c.Cốc có nút; d.Cốc li tâm Ống rót - Là phần nối tiếp từ cốc rót xuống - Ống rót có độ côn rút mẫu khí vào lòng khuôn a) Hình 1- 40 a) Ống rót trụ côn b) Ống rót có bậc c) Ống hình sin b Cấu tạo hệ thống rót - Rãnh lọc xỉ : Là phần hệ thống rót nằm chân ống rót, khuôn sát mặt phân khuôn Phần xỉ lỏng lọt qua ống rót giữ lại rãnh lọc xỉ Tiết diện ngang hợp lí, tốt độ dòng nhỏ, xỉ lên triệt để Ngoài rãnh lọc xỉ tạo điều kiện để bố trí rãnh dẫn - Rãnh lọc xỉ b=0,8a R b=a h=a a a a) b) Hình 1-41 Tiết diện ngang rãnh lọc xỉ a c) - Rãnh dẫn Kim loại sau chảy qua rãnh lọc xỉ vào rãnh dẫn để vào lòng khuôn Rãnh dẫn phải nằm phía vuông góc với lọc xỉ, nằm sát mặt phân khuôn, thường khuôn Được cấu tạo tiết diện hình thang, bán nguyệt a tam giác chiều ngược lại h=(0,1 ¸ 0,5)a b=(0,7¸ 0,9)a Hình 1.42 Tiết diện rãnh dẫn hình thang a) b) c) Hình 1-43 Các loại rãnh dẫn khác a- Dẫn nhiều tầng b- Dẫn qua khe mỏng c.Dẫn kiểu giọt mưa c Tính toán hệ thống rót Xác định tổng tiết diện rãnh dẫn, tiết diện rãnh lọc xỉ ống rót lấy theo tỷ lệ định Khối lượng vật đúc G(g) Tổng tiết diện rãnh dẫn ( ΣFrd cm2 ) Vận tốc dòng chảy v (cm/s) Thời gian điền đầy lòng khuôn t (s) Khối lượng riêng kim loại lỏng γ (g/cm3) Ta có: Suy ra: G = γ.Σrd.v.t ∑ (1) =γG v t (2) Dựa vào phương trình thủy lực Becnuli ta tính v theo công thức: v = µ gH p (3) Trong đó: µ - Hệ số cản thủy lực ( 0,3 ÷0,8) Hệ số gồm phần : µ = µ1.µ2 P H C − P P H = H − H = = H − Công thức tính chiều cao cột áp: 2C 2C 2C rd p 2 p Trong đó: H chiều cao tính từ chỗ dẫn kim loại lỏng vào khuôn đến mặt thoáng (cm) P Chiều cao phần lỏng khuôn đúc tính từ rãnh dẫn trở lên (cm) C - Chiều cao lỏng khuôn theo vị trí rót (cm) 2.3.1 Hệ thống rót c Tính toán hệ thống rót Mặt thoán kim loại H H H p=0 p=c p c c a) b) c) Hình 1-45 a) Rót xuống; b) Rót bên hông; c) Rót xi phông Khi rót trực tiếp từ xuống (hình 1-22a) P = nên: Hp = H Khi rót bên hông (hình1-22b) P= C nên HP = H − Khi rót từ lên (kiểu rót xi phông hình 1-22c) P = C HP C =H − Ta có công thức tính tổng tiết diện : ∑Frd = G γ tµ1µ2 gH p (cm2) C nên: 2.3.2 Đậu ngót đậu a Đậu hơi: Công dụng: - Để khí lòng khuôn thoát - Báo hiệu mức kim loại lỏng - Giảm áp lực động kim loại khuôn - Dùng để dẫn bổ sung kim loại cho vật đúc (hình 1-47 a) - Có tiết diện ngang hình tròn, hình chữ nhật - Thường đặt vị trí cao vật đúc phía đối diện với hệ thống rót b Đậu ngót: Công dụng Đậu ngót dùng để bổ sung kim loại cho vật đúc đông đặc, thường dùng đúc thép, hợp kim màu, gang độ bền cao, vật đúc gang xám có thành dày Những vật đúc gang xám nhỏ thành mỏng không cần đậu ngót Vị trí đặt đậu ngót : - Đậu ngót phải đặt chỗ cao tập trung kim loại - Đậu ngót phải có độ cao ngang mặt thoáng với cốc rót thân phải đủ áp lực thủy tĩnh để bổ ngót tốt - Đậu ngót phải nguội cuối tích đủ lớn để bổ ngót - Không gây khó khăn cho công nghệ làm khuôn không lãng phí kim loại - Chân đậu ngót phải dễ cắt, không làm hỏng bề mặt gia công Người ta thường dùng hai loại đậu ngót: đậu ngót hở đậu ngót kín Đậu ngót hở: Là loại lòng khuôn thông với khí trời Đậu hở dùng phổ biến dễ chế tạo, có khả bổ ngót cao nhờ áp lực lớn, dễ quan sát điền đầy, có tác dụng thoát d1 10ο d 45ο a) 10ο 45ο b) Hình 1-47 Các loại đậu ngót hở a) Đậu ngót cục bộ; b) Đậu ngót vòng Đậu ngót ngầm: Là loại không thông với khí trời (hình 1-48) Loại thích hợp đúc khuôn kim loại để bổ sung cho chỗ tập trung kim loại phía lòng khuôn b) a) Hình 1-48 Đậu ngót ngầm a) Có lõi dầu b) Khí ép [...]... 1 -29 Gối lõi có khóa a) Khóa chống xoay b) Khóa chống dịch dọc Ví dụ: Vẽ thiết kế đúc chi tiết sau: Hình 1- 30 Bản vẽ chi tiết: Gối đỡ: GX 15- 32 25 6 6 100 ±1,5 D 4 40 4 60 ±1,5 80 T 1030 15 115 ± 1,5 70 φ 60 ±1,5 ± 1,5 70 φ 32 ±1,5 37 ± 1 130 ± 1,5 Hình 1-31 Bản vẽ thiết kế đúc Bài tập: Vẽ bản vẽ thiết kế đúc, khuôn đúc của chi tiết sau: RZ20 φ 120 RZ20 φ60 90 60 21 0 110 R20 50 20 25 R8 90 RZ20 25 0... liệu: GX15- 32 Loại hình sản xuất hàng loạt R Z20 80 2. 2 Thiết kế mẫu và hộp lõi 2. 2.1 Thiết kế mẫu 2. 2 .2 Thiết kế lõi và hộp lõi 2. 2.3 Vật liệu làm mẫu và hộp lõi 2. 2.1 Thiết kế mẫu - Mẫu là bộ phận cơ bản trong bộ mẫu Một bộ mẫu bao gồm: mẫu (hình 1- 32) , mẫu hệ thống rót, đậu hơi, đậu ngót và tấm mẫu - Mẫu là bộ phận tạo ra lòng khuôn đúc khi làm khuôn Bản vẽ mẫu: Căn cứ vào bản vẽ đúc để thành... giao nhau của vật đúc (hình 1 -23 ) - Góc đúc đảm bảo cho khuôn không bị vỡ khi rút mẫu và vật đúc không bị nứt khi đông đặc trong khuôn - Góc đúc cũng giúp cho mẫu nâng cao độ bền, dễ rút mẫu b r a R Hình 1 -23 Góc đúc d Dung sai vật đúc: Là sai số của kích thước vật đúc cho phép so với kích thước danh nghĩa - Dung sai của vật đúc phụ thuộc vào nhiều yếu tố: phương pháp đúc, loại khuôn đúc v.v - Dung sai... gia công cắt gọt b Độ dốc rút mẫu (góc thoát khuôn) c Góc đúc d Dung sai vật đúc a Lượng dư gia công cắt gọt - Là phần kim loại dôi ra trên vật đúc để khi cắt bỏ đi sẽ có độ chính xác kích thước và độ bóng bề mặt - Lượng dư gia công đặt trên vật đúc phụ thuộc vào kích thước vật đúc, vị trí các bề mặt vật đúc trong khuôn, độ chính xác đúc và dạng sản xuất - Lượng dư đặt trên các mặt trên của vật đúc. .. xác của vật đúc, kích thước bề mặt cần gia công b Độ dốc rút mẫu (góc thoát khuôn) - Trên các thành đứng (vuông góc với mặt phân khuôn) cần có độ dốc rút mẫu gọi là độ dốc đúc Độ dốc làm tăng kích thước vật đúc Độ dốc trung bình Độ dốc làm giảm kích thước vật đúc h h Sơ đồ độ dốc h/ 2 β β Áp dụng Cho bề mặt cần gia công cơ β Cho bề mặt không gia công cơ Cho bề mặt không gia công cơ c Góc đúc - Là góc... tay công nghệ chế tạo máy I 2. 1.4 Xác định lõi và gối lõi a Lõi : dùng để tạo lỗ hoặc phần lõm trong vật đúc Để xác định số lượng lõi cần tuân theo các qui định sau đây: - Những lỗ cần gia công cắt gọt, tùy theo dạng sản xuất, nếu kích thước nhỏ có thể không cần đặt lõi mà đúc liền - Các bậc dày hơn 25 mm và các rãnh có chiều sâu > 6 mm trên các vật đúc nhỏ và vừa đều được tạo nên ngay từ khi đúc. .. Những vật đúc có nhiều tiết diện khác nhau nếu yêu cầu đồng tâm cao người ta có thể dùng phần đất phụ để đặt toàn bộ vật đúc trong một hòm khuôn (hình 1 -20 a) - Những vật đúc có lõi, nên bố trí sao cho vị trí của lõi là thẳng đứng (hình 1 -20 b) - Không chọn mặt phân khuôn qua chỗ có tiết diện thay đổi Hình 1 -20 b nên chọn phương án A (phương án B không hợp lý) Miếng đất phụ T T A D B Hình 1 -20 T a)... tai mẫu sẽ dẫn đến sai số kích thước của lòng khuôn đúc + Kích thước và dung sai kích thước mẫu Kích thước mẫu = Kích thước vật đúc + độ co kim loại Dung sai kích thước mẫu có dấu ( + ) Ví dụ: Mẫu 10o b) 25 +0,50 a) Φ 32 7 Φ60+0,74 o 15+0,50 150 +0,87 40 Φ 32+ 0,60 +50 +0,74 90+0,87 60+0,74 T c) Hình 1- 32 a) Mẫu gỗ b) Mẫu có 1 chốt định vị c) Mẫu có 2 chốt ... lõi hình côn (hình 1 -25 ) có kích S thước đảm bảo: β 1 h1 S2 S3 h h> h1, α < β α Hình 1 -25 Gối lõi đứng hình côn - Lõi ngang: Gối lõi phân bố cả ở khuôn trên và khuôn dưới ở chỗ mặt phân khuôn - Để dễ lắp ráp và tránh vỡ khuôn, lõi, giữa lõi và khuôn cũng có khe hở S1, S2, S3 - Kích thước, góc độ gối lõi cũng phải bảo đảm như lõi đứng, nghĩa là: h> h1, α < β S1 T S2 D Hình 1 -27 Gối lõi ngang hình... Hình 1 -21 nên cho toàn bộ vật đúc ở khuôn giữa T G G D Hình 1 -21 c Chọn mặt phân khuôn dựa vào chất lượng hợp kim đúc - Những bề mặt quan trọng cần chất lượng cao hoặc bố trí ở dưới hoặc ở hai bên - Chọn mặt phân khuôn sao cho hướng kết tinh từ xa chuyển dần về chân đậu ngót hoặc hệ thống rót - Chọn mặt phân khuôn phải tính đến vị trí đặt hệ thống rót 2. 1.3 Xác định các đại lượng của bản vẽ vật đúc a ... thiết kế đúc Bài tập: Vẽ vẽ thiết kế đúc, khuôn đúc chi tiết sau: RZ20 φ 120 RZ20 φ60 90 60 21 0 110 R20 50 20 25 R8 90 RZ20 25 0 80 180 R40 Bản vẽ chi tiết GỐI ĐỠ Vật liệu: GX15- 32 Loại hình sản... loạt R Z20 80 2. 2 Thiết kế mẫu hộp lõi 2. 2.1 Thiết kế mẫu 2. 2 .2 Thiết kế lõi hộp lõi 2. 2.3 Vật liệu làm mẫu hộp lõi 2. 2.1 Thiết kế mẫu - Mẫu phận mẫu Một mẫu bao gồm: mẫu (hình 1- 32) , mẫu... mẫu, khuôn đúc, lõi, hộp lõi THIẾT KẾ ĐÚC 2. 1 Thành lập vẽ đúc 2. 2 Thiết kế mẫu hộp lõi 2. 3 Thiết kế hệ thống rót đậu hơi, đậu ngót 2. 1 Thành lập vẽ đúc 2. 1.1 Phân tích kết cấu 2. 1 .2 Xác định