Đề tài Thiết kế công nghệ đúc

Header Page of 113 Thiết ĐỀ BÀI kế công nghệ đúc THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ ĐÚC Số liệu ban đầu : Chi tiết số: 13 A Vật liệu : Gang Sản lượng : 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 phương 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 Footer Page of 113  - -  Header Page of 113 Thiết kế công nghệ đúc LỜI NÓI ĐẦU Trong nghiệp công nghiệp hóa đại hóa nước ta ngành công nghiệp nặng nói chung ngành công nghệ kim loại nói riêng đóng vai trò quan trọng nghiệp công nghiệp hóa đất nước Ngành công nghệ kim loại có nhiều vấn đề đòi hỏi người kỹ sư tương lai phải học tập nghiên cứu để nắm bắt yêu cầu nhằm phục vụ cho học tập công tác phục vụ cho đất nước sau Trong môn học nhữngvấn đề cần thiết cho người kỹ sư tương 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 người sinh viên phải nắm bắt 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 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 Footer Page of 113  - -  Header Page of 113 Thiết kế công nghệ đúc I – PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ ĐÚC CỦA CHI TIẾT CHỌN PHƯƠNG 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 phương pháp đúc đặc bịêt Theo vẽ ta đúc chi tiết mà sửa đổi gia công đế lỗ 80 sửa lại gân chịu lực gia công khí, bề mặt gia công ta để lượng dư đúc Lượng dư phương pháp chế tạo lõi tra bảng sách thiết kế đúc 1.2 Chọn phương pháp đúc a) Tính khối lượng vật đúc: Theo công thức đúc ta có: MVD = V Trong đó: : khối lượng riêng gang xám  = (kg/dm3) V: Thể tích vật đúc (dm3) Ta chia vật đúc phần V = V1 + V2 + V3 + V4 V1 = h (d 22  d12 )  3,14.450.(150  80 ) = 5,69.106 (mm3) 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 lượng vật đúc m = V m = 8,93.7 = 62,5 (kg) Xem hệ thống rót chiếm 20% khối lượng vật đúc  Tổng khối lượng kim loại cần rót khuôn : G (kg)  G = 1,2.m  G = 75 (kg) b) Chọn phương pháp đúc: Với vật đúc có khối lượng 61,5 (kg) vật đúc có kết cấu đơn giản nên ta chọn phương pháp đúc đơn giản khuôn cát , khuôn tươi làm khuôn tay Với điều kiện sản xuất đơn mẫu gỗ nên cấp xác vật đúc đạt cấp III Footer Page of 113  - -  Header Page of 113 Thiết kế công nghệ đúc II – THIẾT KẾ VẬT ĐÚC 2.1 Chọn mặt phân khuôn – phân mẫu T D 2.2 Xác định lượng dư gia công khí dung sai đúc : Lượng dư gia công khí lượng kim loại đươc cắt gọt trình gia công khí để chi tiết đạt độ xác độ bền bề mặt sau đúc (lượng dư tra bảng B7, B8 HĐTKD ): Trong chi tiết mặt cần gia công khí đế 80 dầy 20 (mm), gân chịu lực có hình vẽ Tra bảng ta có - Lượng dư mặt (mm) - Lượng dư mặt (mm) - Lượng dư mặt bên (mm) Khi chế tạo có lượng sai lệch kích thước sai lệch phụ thuộc vào dạng sản xuất, lượng dư gia công cơ.Theo bảng B3 (HDTKD) ta lượng dư 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 thước 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 lượn: xem bảng B2 (HDTKD) Footer Page of 113  - -  Header Page of 113 Thiết kế công nghệ đúc 2.5 Xác định lượng co bù Vì khối lượng vật đúc trung bình (62,5 kg) nên ta không cần xác định lượng bù co 2.6 Thiết kế lõi đầu gác lõi: Với d = 80 l = 480 Vì l 480   >5 nên ta dùng đầu gác mở rộng chiều cao lấy 1,5 2 lần d 80 Tra bảng B16 ta xác định s1 = (mm) s2 = (mm) s3 = 7,5 (mm)  = 60  = 80 Trong : s1 : khoảng cách theo phương thẳng đứng đầu gác lõi đến ổ gác lõi s2 : khoảng cách theo phương ngang đầu gác lõi (trái, phải) đến ổ gác lõi s3 : khoảng cách theo phương ngang đầu gác lõi (trái, phải) đến ổ gác lõi 1: góc nghiêng gác lõi 1 : 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 HƠI , 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 lượng trung bình nên không cần bố trí đậu ngót ta chọn hệ thống rót hình vẽ 3.2 Chọn loại kích thước hòm khuôn (hình vẽ): Chọn hòm khuôn gang đúc kích thước hòm khuôn tra bảng B28 (HDTKD) a) Khoảng cách mặt vật đúc mặt hòm khuôn: a = 90 (mm) b) Khoảng cách mặt vật đúc mặt hòm khuôn: b = 90 (mm) Footer Page of 113  - -  Header Page of 113 Thiết kế công nghệ đúc 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 thước hòm khuôn là: Chiều cao nưả khuôn : HT = a + h1 = 90 + 35 = 125 (mm) Chiều cao nưả khuôn : 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 thước hệ thống rót (Tính theo giải tích): Theo bảng B!9 (HDTKD) Tiết diện rãnh dẫn  1,5 (cm2) Chiều dài rãnh dẫn 35 40 (mm) Xác định thời gian rót kim loại T  K SG Trong S : Chiều dày thành vật đúc G : Khối lượng vật đúc + hệ thống ngót, K : Hệ số K = 1,4  1,6  T  1,43 35.75  T = 19,31 (s)  Tốc độ dâng kim loại lỏng khuôn tính theo công thức V  C T Trong C: Chiều cao vật đúc tư rót (cm) C = 47 (cm)  V= 47 = 2,43 (cm/s) 19,31 Tiết diện chỗ hẹp hệ thống rót: Fmin  G 0,31.t htb Trong đó: G : khối lượng vật đúc + hệ thống rót (kg) htb :Cột áp thuỷ tĩnh trung bình kim loại Footer Page of 113  - -  Header Page of 113 Thiết  : Hệ số trở lực chung khuôn  = 0,5 kế công nghệ đúc p2 htb  H  2c Trong đó: H0 :Áp suất thuỷ tĩnh ban đầu lớn (cm) p : Chiều cao vật đúc rãnh dẫn (cm) c : Chiều cao vật đúc vị trí rót  p2 90  125   38,83 2c 2.47 75   4,02 0,31.19,31.0,5 38,83 htb  H T   Fmin (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 Footer Page of 113  - -  Header Page of 113 Thiết kế công nghệ đúc Tính đường kính ống rót d or  Fá   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 lượng vật đúc, đặc điểm kết cấu ta chon mẫu mầu gỗ loại thường Chon hộp để chế tạo lõi hộp bổ đôi nửa theo chiều cao lõi 5.2 Xác định hình dạng , kích thước mẫu - hộp lõi Hình dạng , kích thước mẫu - hộp lõi ghi vẽ mẫu hộp lõi Footer Page of 113  - -  Header Page of 113 Thiết V – BẢN VẼ MINH HOẠ VẬT ĐÚC hình lõi Footer Page of 113  - -  kế công nghệ đúc Header Page 10 of 113 Thiết kế công nghệ đúc VI – CHỌ VẬT LIỆU VÀ 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 ao, khuôn tươi để đúc vật đúc gang có khối lượng nhỏ 200 (kg) Với thành phần chất liệu sau: Cát cũ: 45  47% Cát đất sét mới: 21  51 % Bột than:  5% Mùn cưa:  5% Có thể dùng  2% nước bã giấy làm chất kết dính Tính chất hỗn hợp: Cỡ hạt: 0,16  0,2 (mm) Lượng đất sét:  10% Độ bền nén tươi đạt:  5% Độ bền nén khô đạt:  5% Độ thông khí đạt: 40 70 6.2 Chọn vật liệu hỗn hợp làm lõi: Tra bảng B30 (HDTKCND) Ta chọn trường hợp lõi có kết cấu đơn giản kích thước đủ lớn, hỗn hợp làm lõi hỗn hợp loại IV Thành phần hỗn hợp gồm : Cát thạch anh: 93  59% Đất sét:  1% Cát cũ:  40% Mùn cưa:  2% Chất kết dính nước bã giấy: 3% Tính chất hỗn hợp: Footer Page 10 of 113  - -  Header Page 11 of 113 Thiết Lượng đất sét:  7% Độ thông khí tươi: 70 Độ ẩm:  5% Độ bền nén tươi: 1,5  2,5 (N/cm2) Độ bền kéo khô: 20  30 (N/ cm2) kế công nghệ đúc TÍNH LỰC ĐÈ KHUÔN 7.1 Tính lực đẩy lên khuôn : Theo công thức Pđ = V Trong đó:  : Khối lượng 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 lượng riêng cảu kim loại lỏng VL    hD  3,14 450.(80)  2.26.106 (mm3) VL = 2,26 (dm3) PL = 7.2,26 =15,82 (kg) 7.3 Khối lượng cát hòm khuôn : Gcát = Vcat cát Trong Gcát : Thể tích cát hòm khuôn cát : Khối lượng riêng cát Với cát = 1,5 (kg/dm3)  Gcát = 49,15.1,5 = 73,73 (kg) Ghòm = 15%.Gcát = Footer Page 11 of 113 15 73,73 = 11,06 (kg) 100  - -  Header Page 12 of 113 Thiết kế công nghệ đúc 7.4 Lực đè khuôn G =(P – Ght).n n = 1,3  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 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 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 điểm tương ứng với thành phần (Si,Mn) ccủa GĐ GD Gang cũ II ta có A(3,1,11), B(1,5;1,1), C( 2;0,5) Nối điểm A, B, C ta 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 Footer Page 12 of 113  - -  Header Page 13 of 113 Thiết kế công nghệ đúc Mn 1,1 B A M 0,5 C 1,5 Si Thành phần giai đoạn là; Với X = GD Y = GD Z = Gang cũ Ta có  X  Y  Z  100  3 X  1,5Y  Z  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 đường kính lò 700 (mm) tra bảng B32(HDTKCND) ta xác định Năng suất lò 2900 (kg/h) Lượng than cốc cho mẻ liệu là; 50 kg Lượng đá vôi là: 14 kg Tỷ lệ than cốc kim loại là: 16 – 17 % Vậy lượng kim loại cần tính cho mẻ liệu là: MKl = 50 Footer Page 13 of 113 100  312.5 (kg) 16  - -  Header Page 14 of 113 Thiết Vậy kế công nghệ đúc 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)  THUYẾT MINH CHỈ DẪN KHÁC 9.1 Thuyết minh quy trình làm khuôn Đặt nửa mẫu hòm khuôn 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 lên lắp cac phần mẫu vào phần Đặt nửa hòm khuôn lên hòm khuôn 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 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 Footer Page 14 of 113  - -  Header Page 15 of 113 Thiết Footer Page 15 of 113  - -  kế công nghệ đúc ...  - -  Header Page of 113  Thiết kế công nghệ đúc  I – PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ ĐÚC CỦA CHI TIẾT CHỌN PHƯƠNG PHÁP ĐÚC 1.1 Phân tích tính công nghệ đúc chi tiết Chi tiết giá đỡ chi tiết... Header Page of 113  Thiết kế công nghệ đúc  II – THIẾT KẾ VẬT ĐÚC 2.1 Chọn mặt phân khuôn – phân mẫu T D 2.2 Xác định lượng dư gia công khí dung sai đúc : Lượng dư gia công khí lượng kim loại...  Header Page of 113  Thiết V – BẢN VẼ MINH HOẠ VẬT ĐÚC hình lõi Footer Page of 113  - -  kế công nghệ đúc  Header Page 10 of 113  Thiết kế công nghệ đúc  VI – CHỌ VẬT LIỆU VÀ