(Đề tài NCKH) nghiên cứu chế tạo bộ mẫu đúc (5 7 mẫu) để phục vụ công tác học tập môn công nghệ kim loại (phần đúc) theo chương trình 150 tín chỉ và định hướng e m learning

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO BỘ MẪU ÐÚC (5- MẪU) ÐỂ PHỤC VỤ CÔNG TÁC HỌC TẬP MÔN CÔNG NGHỆ KIM LOẠI (PHẦN ÐÚC) THEO CHƯƠNG TRÌNH 150 TÍN CHỈ VÀ ÐỊNH HƯỚNG E/M-LEARNING MÃ SỐ: T2015-34 SKC005659 Tp Hồ Chí Minh, 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TĨM TẮT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƢỜNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO BỘ MẪU ĐÚC (5- MẪU) ĐỂ PHỤC VỤ CÔNG TÁC HỌC TẬP MÔN CÔNG NGHỆ KIM LOẠI (PHẦN ĐÚC) THEO CHƢƠNG TRÌNH 150 TÍN CHỈ VÀ ĐỊNH HƢỚNG E/M-LEARNING Mã số: T2015-34 Chủ nhiệm đề tài: GV ThS Võ Xuân Tiến TP HCM, 11/2015 TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BÁO CÁO TÓM TẮT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƢỜNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO BỘ MẪU ĐÚC (5- MẪU) ĐỂ PHỤC VỤ CÔNG TÁC HỌC TẬP MÔN CƠNG NGHỆ KIM LOẠI (PHẦN ĐÚC) THEO CHƢƠNG TRÌNH 150 TÍN CHỈ VÀ ĐỊNH HƢỚNG E/M-LEARNING Mã số: T2015-34 Chủ nhiệm đề tài: GV ThS Võ Xuân Tiến TP HCM, 11/2015 MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Chƣơng 1: GIỚI THIỆU 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Ý nghĩa đề tài 1.3 Mục tiêu ngiên cứu đề tài 1.4 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 1.4.1 Đối tƣợng nghiên cứu 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu 1.5 Phƣơng pháp ngiên cứu 1.6 Mục tiêu đạt đƣợc……………………………………………………………… Chƣơng 2: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ĐÚC 2.1 Giới thiệu công nghệ Đúc 2.2 Đặc điểm công nghệ Đúc 2.3 Các phƣơng pháp đúc thƣờng dùng 2.4 Ứng dụng công nghệ Đúc 2.5 Xu hƣớng ngành Đúc CHƢƠNG 3: NHỮNG NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ CHI TIẾT ĐÚC 3.1 Nguyên tắc chung 3.2 Co ngót ứng suất đúc 3.2.1 Rỗ ngót xốp ngót 3.2.2 Ứng suất trong-nứt cong 3.3 Phân tích tính cơng nghệ kết cấu vật đúc 3.3.1 Kết cấu phƣơng pháp chế tạo 3.3.2 Dạng kết cấu vật đúc 3.3.3 Kết cấu vật đúc có ý đén độ bền 3.3.4 Kết cấu vật đúc ý đến việc làm khuôn mẫu dễ dàng 3.3.5 Kết cấu vật đúc có ý đến điền đầy kim loại vào lòng khu 3.3.6 Kết cấu vật đúc ý đến rỗ ngót, úng suất nứt 3.3.7 Kết cấu vật đúc ý đến việc làm 3.3.8 Kết cấu vật đúc ý đến gia cơng khí 3.3.9 Kiểm tra kết cấu vật đúc 3.4 Đặc điểm thiết kế chi tiết đúc 3.4.1 Chi tiết thép 3.4.2 Chi tiết gang xám 3.4.3 Chi tiết gang graphit cầu 3.4.4 Chi tiết gang dẻo 3.4.5 Chi tiết hợp kim Đồng 3.4.6 Chi tiết hợp kim Nhôm 3.4.7 Chi tiết đúc khuôn kim loại 3.4.8 Chi tiết Đúc-Hàn CHƢƠNG 4: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ ĐÚC 4.1 Các nguyên tắc thiết kế công nghệ đúc 4.1.1 Nghiên cứu vẽ chi tiết đúc 4.1.2 Vị trí vật đúc khn rót 4.1.3 Vị trí mẫu làm khn, chọn mặt ráp khuôn mặt phân mẫu 4.1.4 Chọn mặt chuẩn gia công 4.1.5 Sai lệch cho phép kích thƣớc, khối lƣợng vật đúc lƣợng dƣ 4.1.6 Thiết kế ruột 10 4.1.7 Hệ thống rót 11 4.1.8 Đậu ngót 12 4.1.9 Vật làm nguội 14 4.2 Thiết kế mẫu khuôn đúc 14 4.2.1 Ký hiệu thiết kế đúc trình bày vẽ công nghệ đúc 14 4.2.2 Thiết kế mẫu 15 CHƢƠNG 5: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CHẾ TẠO BỘ MẪU NHỰA 16 5.1 Bộ mẫu chạy 16 5.1.1 Bản vẽ chi tiết 16 5.1.2 Bản vẽ thiết kế đúc 16 5.1.3 Bản vẽ lồng phôi 16 5.1.4 Bản vẽ mẫu đúc 17 5.1.5 Bản vẽ hộp lõi 17 5.2 Bộ mẫu gối đỡ 17 5.2.1 Bản vẽ chi tiết 17 5.2.2 Bản vẽ thiết kế đúc 18 5.2.3 Bản vẽ lồng phôi 18 5.2.4 Bản vẽ mẫu đúc 18 5.2.5 Bản vẽ hộp lõi 18 5.3 Bộ mẫu ổ đỡ 19 5.3.1 Bản vẽ chi tiết 19 5.3.2 Bản vẽ thiết kế đúc 19 5.3.3 Bản vẽ lồng phôi 19 5.3.4 Bản vẽ mẫu đúc 19 5.3.5 Bản vẽ hộp lõi 20 5.4 Bộ mẫu thân bơm 20 5.4.1 Bản vẽ chi tiết 20 5.4.2 Bản vẽ thiết kế đúc 20 5.4.3 Bản vẽ lồng phôi 20 5.4.4 Bản vẽ mẫu đúc 21 5.4.5 Bản vẽ hộp lõi 21 5.5 Bộ mẫu ống T 21 5.5.1 Bản vẽ chi tiết 21 5.5.2 Bản vẽ thiết kế đúc 21 5.5.3 Bản vẽ lồng phôi 22 5.5.4 Bản vẽ mẫu đúc 22 5.5.5 Bản vẽ hộp lõi 22 5.6 Bộ mẫu tay quay 22 5.6.1 Bản vẽ chi tiết 22 5.6.2 Bản vẽ thiết kế đúc 23 5.6.3 Bản vẽ lồng phôi 23 5.6.4 Bản vẽ mẫu đúc 23 5.6.5 Bản vẽ hộp lõi 23 CHƢƠNG 6: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, KẾT LUẬN, ĐỀ NGHỊ VÀ PHƢƠNG HƢỚNG PHÁT TRIỂN 24 6.1 Kết 24 6.2 Kết luận 24 6.3 Đề nghị 25 6.4 Phƣơng hƣớng phát triển 25 Tài liệu tham khảo 25 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 5.1: Trình bày sai lệch cho phép kích thƣớc vật đúc gang xám thép cacbon Bảng 5.2:Lƣợng dƣ lớn để gia cơng khí vật đúc gang xám, mm (0CT 1855 55[23]) Bảng 5.3: Lƣợng co theo chiều dài vật đúc hợp kim khác CNC TCVN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Tp HCM, ngày 30 tháng 10 năm 2015 THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thông tin chung: Tên đề tài: Nghiên cứu chế tạo mẫu đúc (5 – mẫu) để phục vụ cho công tác học tập môn Thực tập Công nghệ Kim loại (phần Đúc) theo chƣơng trình 150 tín định hƣớng E/M learning - Mã số: T2015-34 - Chủ nhiệm: GV ThS Võ Xuân Tiến - Cơ quan chủ trì: Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh - Thời gian thực hiện: Mục tiêu: Chế tạo từ đến mẫu nhựa POM bao gồm mẫu hộp lõi Tính sáng tạo: Thông thƣờng mẫu dùng để làm khuôn cát thƣờng làm gỗ kim loại (hợp kim nhôm) Tác giả thử nghiệm dùng POM để làm vật liệu gia công mẫu dùng để đúc khuôn cát Kết nghiên cứu: Chế tạo đƣợc mẫu nhựa POM có thử nghiệm mẫu để đúc chi tiết Sản phẩm: Chế tạo đƣợc mẫu nhựa POM bao gồm mẫu hộp lõi Hiệu quả, phƣơng thức chuyển giao kết nghiên cứu khả áp dụng: Áp dụng cho môn thực hành Công nghệ Kim loại Đã đƣa vào sử dụng để giảng dạy môn thực hành Công nghệ Kim loại học kỳ II năm học 2014-2015 với gần 200 sinh viên Trƣởng Đơn vị (ký, họ tên) Chủ nhiệm đề tài (ký, họ tên) MỞ ĐẦU a TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU THUỘC LĨNH VỰC CỦA ĐỀ TÀI Ở TRONG VÀ NGỒI NƢỚC Ngồi nƣớc: Thực nghiệm đóng vai trị quan trọng cơng tác giảng dạy kỹ thuật Thực nghiệm giúp củng cố kiến thức học, giúp sinh viên hình thành kỹ kỹ thuật, có kỹ giải vấn đề nhƣ thích thú học môn Công nghệ Kim loại Tại trƣờng Đại học kỹ thuật nƣớc ngoài, học lý thuyết Đúc, sinh viên thƣờng đƣợc thực nghiệm trình Đúc, nhƣ trƣờng Tennessee Tech University, Đại học kỹ thuật Aachen Trong nƣớc: Để công tác giảng dạy chƣơng trình 150 tín theo hƣớng CDIO, cần để sinh viên có hội đƣợc thực nghiệm học lý thuyết Do vậy, học môn Công nghệ Kim loại (phần Công nghệ Đúc), sinh viên cần thực nghiệm Đúc b MỤC TIÊU ĐỀ TÀI Chế tạo từ đến mẫu nhựa c ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU  Đối tƣợng nghiên cứu: Lý thuyết tính tốn, thiết kế Đúc chế tạo mẫu Đúc  tay Phạm vi nghiên cứu: Kỹ thuật làm khuôn cát, phƣơng pháp làm khuôn d CÁCH TIẾP CẬN, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU  Cách tiếp cận: Khảo sát lý thuyết thiết kế Đúc, vai trò thực nghiệm giảng dạy kỹ thuật  Phƣơng pháp nghiên cứu: Thực nghiệm chế tạo mẫu Đúc, thực nghiệm kết thực nghiệm e NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Chương 1: Giới thiệu Chương 2: Tổng quan nghiên cứu đề tài Chương 3: Những nguyên tắc thiết kế chi tiết đúc Chương 4: Phân tích thiết kế cơng nghệ đúc Chương 5: Tính tốn thiết kế mẫu nhựa dành cho đúc khuôn cát, tay Chương 6: Kết luận Nghiên cứu khoa học 2015 Thực hiện: GV Th.s Võ Xuân Tiến 5.6.Bộ mẫu tay quay 5.6.1 Bản chi tiết Ø34 R11 15 15 143 A A 11 33 Rz25 Rz25 34 R3 R47 R47 R5 Hình 5.38: Bản vẽ chi tiết tay quay 83 Nghiên cứu khoa học 2015 Thực hiện: GV Th.s Võ Xuân Tiến 5.6.2 Bản vẽ thiết kế đúc - Lượng dư gia công mặt trên: mm (bảng 19, Thiết Kế Đúc – Phạm Quang Lôc) Độ dốc rút mẫu: 30 (bảng 24, Thiết Kế Đúc – Phạm Quang Lơc) Chọn góc lượn: mm (sổ tay CNCTM tập , bảng 3-7 trang 178) Độ xiên hai đầu gác: 10 (bảng 32, Thiết Kế Đúc – Phạm Quang Lộc) B B 11 R3 R3 R47 R47 R5 T 15 Hình 5.39: Bản vẽ thiết kế đúc tay quay 5.6.3 Bản vẽ lồng phôi - Khoảng cách mặt vật đúc mặt khuôn: 40mm (bảng 68, Thiết Kế Đúc - Phạm Quang Lộc) 84 Nghiên cứu khoa học 2015 Thực hiện: GV Th.s Võ Xuân Tiến - Khoảng cách mặt vật đúc mặt khuôn: 40mm Khoảng cách ống rót thành hịm: 30mm Khoảng cách mặt bên vật đúc thành hòm: 30mm A T T D D A A-A Hình 5.40: Bản vẽ lồng phôi tay quay 85 Nghiên cứu khoa học 2015 Thực hiện: GV Th.s Võ Xuân Tiến 5.6.4 Bản vẽ mẫu đúc B B 11+0 R3+0.5 R3+0.5 R3+0.5 R47 A +0.8 R5 17+0.5 R11 15° T D 10° Hình 5.41: Bản vẽ mẫu tay quay Phương án chế tạo: Hình 5.42: Tách mẫu tay quay Mẫu tách hình để gia cơng 86 Nghiên cứu khoa học 2015 Thực hiện: GV Th.s Võ Xuân Tiến 5.6.5 Bản vẽ hộp lõi Chiều dài hộp lõi: 111 Chiều rộng hộp lõi: 36 mm Chiều cao hộp lõi: 36 mm Hình 5.43: Bản vẽ hộp lõi tay quay Phương án chế tạo: 87 Nghiên cứu khoa học 2015 Thực hiện: GV Th.s Võ Xuân Tiến Hình 5.44: Tách hộp lõi tay quay Hộp lõi tách hình để gia công 88 Nghiên cứu khoa học 2015 Thực hiện: GV Th.s Võ Xuân Tiến CHƢƠNG 6: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, KẾT LUẬN, ĐỀ NGHỊ VÀ PHƢƠNG HƢỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 Kết Hình 6.1: Vật đúc thân bơm Hình 6.2: Vật đúc tay quay 89 Nghiên cứu khoa học 2015 Thực hiện: GV Th.s Võ Xuân Tiến Hình 6.3: Vật đúc chạy Hình 6.4: Vật đúc gối đỡ 90 Nghiên cứu khoa học 2015 Thực hiện: GV Th.s Võ Xuân Tiến Hình 6.5: Vật đúc ổ đỡ Hình 6.6: Vật đúc ống chữ T 91 Nghiên cứu khoa học 2015 Thực hiện: GV Th.s Võ Xuân Tiến 6.2 Kết luận Đề tài thực dựa yêu cầu thực hành Đúc dành cho sinh viên, đề tài nhanh chóng đáp ứng nhu cầu phục vụ tốt công tác thực hành môn Công Nghệ Kim Loại học kỳ II năm học 2014 – 2015 với gần 200 lượt sinh viên thực tập Đề tài với khối lượng công việc lớn, kiến thức bám sát thực tế nên việc thực thành công đề tài đem lại tự tin cho tác giả, ngồi q trình thực đề tài giúp tác giả có thêm nhiều hội học hỏi, kinh nghiệm chế tạo mẫu đúc CNC qua nâng cao kinh nghiệm thực tiễn tìm phương án tối ưu cho mẫu đúc version 2.0 6.3 Đề nghị Qua đề tài nghiên cứu, nhóm thực nhận thấy cơng tác đào tạo mơi trường Đại học cịn nặng lý thuyết, thiếu vấn đề thực tiễn Do nhà trường tạo điều kiện cho sinh viên tiếp cận thực tế quan trọng thiết thực để nâng cao hiệu học tập, nghiên cứu sản xuất Nhà trường liên hệ với cơng ty, phân xưởng khí để sinh viên tổ chức buổi tham quan từ ngày đầu để sinh viên hiểu biết thêm thực tế, có hội nâng cao tầm nhìn để có định hướng tốt 7.4 Hƣớng phát triển Từ khó khăn giới hạn đề tài, tác giả đề phương hướng phát triển tương lai sau: - Các mẫu chế tạo liền khối, khơng phải qua q trình lắp ráp, mang lại độ xác cao - Tìm hiểu vật liệu để chế tạo mẫu phù hợp với yêu cầu sản xuất tăng tính kinh tế 92 Nghiên cứu khoa học 2015 Thực hiện: GV Th.s Võ Xuân Tiến TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Xuân Bông, Phạm Quang Lộc: Thiết Kế Đúc, NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật Đinh Ngọc Lụa: Kỹ Thuật Đúc, NXB Công Nhân Kỹ Thuật Nguyễn Văn Huyện, Bùi Hữu Bá: Giáo Trình Giảng Dạy Cơng Nhân Kỹ Thuật, Nguyễn Tác Ánh: Công Nghệ Kim Loại, Đại học SPKT TP HCM Đinh Ngọc Lụa: Kỹ Thuật Làm Khn Và Rót, NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật Nguyễn Đắc Lộc: Sổ Tay Công Nghệ Chế Tạo Máy Tập 1, NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật 93 ... CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO M? ?Y BÁO CÁO T? ?M TẮT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƢỜNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO BỘ M? ??U ĐÚC (5- M? ??U) ĐỂ PHỤC VỤ CÔNG TÁC HỌC TẬP M? ?N CƠNG NGHỆ KIM LOẠI (PHẦN ĐÚC) THEO CHƢƠNG TRÌNH 150. ..BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PH? ?M KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO T? ?M TẮT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƢỜNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO BỘ M? ??U ĐÚC (5- M? ??U) ĐỂ PHỤC VỤ CÔNG TÁC HỌC TẬP M? ?N CÔNG... (hợp kim nh? ?m) Tác giả thử nghi? ?m dùng POM để l? ?m vật liệu gia công m? ??u dùng để đúc khuôn cát Kết nghiên cứu: Chế tạo đƣợc m? ??u nhựa POM có thử nghi? ?m m? ??u để đúc chi tiết Sản ph? ?m: Chế tạo đƣợc m? ??u