Thiết kế đúc - Công nghệ kim loại

TR NG Đ I H C SPKT VINHƯỜ Ạ Ọ KHOA C KHÍ Đ NG L CƠ Ộ Ự c I GI I THI UỜ Ớ Ệ Ngành ch t o máy gi vai trò quan tr ng trong s nghi p xây d ng vàế ạ ữ ọ ự ệ ự phát tri n c a đ t n c. M c d u đã có nhi u ti n b trong khoa h c ể ủ ấ ướ ặ ầ ề ế ộ ọ ở khâu ch t o phôi, song cho đ n nay ph n l n chi ti t máy (kho ng 40 –ế ạ ế ầ ớ ế ả 60%) v n đ c ch t o b ng ph ng pháp đúc. ẫ ượ ế ạ ằ ươ Khi thi t k m t chi ti t đúc, ph i th a mãn các yêu c u v c tính vàế ế ộ ế ả ỏ ầ ề ơ các tính ch t làm vi c khác đ ng th i ph i th a mãn tính d đúc. Ng cấ ệ ồ ờ ả ỏ ễ ượ l i khi thi t k m t công ngh đúc ph i chú ý đ n quá trình gia công cạ ế ế ộ ệ ả ế ơ khí v sau này, nh t là trong s n xu t l n. Tăng c ng m i quan h giề ấ ả ấ ớ ườ ố ệ ữ đúc và ch t o c khí s t o đi u ki n nâng cao ch t l ng và h giáế ạ ơ ẽ ạ ề ệ ấ ượ ạ thành s n ph m.ả ẩ Vi c làm bài t p l n h c ph n “thi t k đúc” c a môn h c “Côngệ ậ ớ ọ ầ ế ế ủ ọ ngh kim lo i” gi vai trò quan tr ng vi c giúp sinh viên n m v ng ki nệ ạ ữ ọ ệ ắ ữ ế th c, tăng kh năng v n d ng c a sinh viên. Vì v y đ tài c a sinh viênứ ả ậ ụ ủ ậ ề ủ đ a ra không yêu c u ph i quá khó, nh ng ph i v n d ng nhi u ki nư ầ ả ư ả ậ ụ ề ế th c c a bài gi ng. ứ ủ ả Yêu c u bài làm:ầ - V t đúc ph i có trong th c t .ậ ả ự ế - B n v chi ti t.ả ẽ ế - Thi t k b n v v t đúc.ế ế ả ẽ ậ - B n v m u và h p lõi.ả ẽ ẫ ộ - Tính h th ng rót đ đúc s n ph m.ệ ố ể ả ẩ - Tính l c đè khuôn.ự - V b n v l p.ẽ ả ẽ ắ - Nêu ph ng pháp làm khuôn đ đúc s n ph m đó.ươ ể ả ẩ Ch n đ tài:ọ ề B c là m t chi ti t máy quen thu c và thông d ng. Nó là b ph n dungạ ộ ế ộ ụ ộ ậ đ lót. Do đó v t t ng đ i đ n gi n và cũng ít yêu c u v kĩ thu t. ể ậ ươ ố ơ ả ầ ề ậ Tuy bài làm có nhi u c g ng nh ng là l n đ u và còn h n ch về ố ắ ư ầ ầ ạ ế ề ki n th c, do đó mong đ c s góp ý c a gi ng viên. Qua đây tôi cũng xinế ứ ượ ự ủ ả chân thành c m n gi ng viên h ng d n Nguy n Bá Thu n đã giúp tôiả ơ ả ướ ẫ ễ ậ hoàn thành bài t p này.ậ Ng i th c hi n:ườ ự ệ Sinh viên: Nguy n phi C ngễ ườ L P CN Ô TÔ A –K4Ớ SINH VIÊN :NGUY N PHI C NGỄ ƯỜ1 TR NG Đ I H C SPKT VINHƯỜ Ạ Ọ KHOA C KHÍ Đ NG L CƠ Ộ Ự A- THUY T MINH Ế 1. Phân tích b n v hi ti t :ả ẽ ế Đây là m t lo i b c là m t chi ti t dung đ lót có hình d ng và kíchọ ạ ạ ộ ế ể ạ th c yêu c u k thu t ,đi u ki n làm vi c kh c nghi t ch uướ ầ ỹ ậ ề ệ ệ ắ ệ ị moomen xo n l n khi làm vi c,ch u mài mòn có va đ p, v t li u,ắ ớ ệ ị ậ ậ ệ đ c ng và các yêu c u khác đ c th hi n trên hình v :ộ ứ ầ ượ ể ệ ẽ 54±0.2 Ø 68 ±0 .1 77±0.2 Ø 30 ±0 .1 0.01 A Ø 10 0± 0. 2 0.02 A 2. Ch n m t phân khuôn:Do s n xu t đ n chi c nên ta ch n ph ngọ ặ ả ấ ơ ế ọ ươ pháp đúc khuôn cát mâu b ng g .ằ ỗ Ch n m t phân khuôn theo nguyên t c sau :ọ ặ ắ -Đ m b o công gh làm khuôn:ch n m t phân khuôn r ng nh t ,ả ả ệ ọ ặ ộ ấ nông nh t,lõi n m ngangấ ằ -Đ m b o đ chính xác c a v t đúc: không ch n m t phân khuônả ả ộ ủ ậ ọ ặ t i ti t di n thay đ i.ạ ế ệ ổ -Đ m b o ch t l ng h p kim đúc: đi n đ y long khuôn d ,d bả ả ấ ượ ợ ề ầ ễ ễ ố trí khuôn rót đ ngót.ộ L P CN Ô TÔ A –K4Ớ SINH VIÊN :NGUY N PHI C NGỄ ƯỜ2 TR NG Đ I H C SPKT VINHƯỜ Ạ Ọ KHOA C KHÍ Đ NG L CƠ Ộ Ự M t phân khuôn đ c ch n theo hình v nh sau :ặ ượ ọ ẽ ư 54±0.2 Ø 68 ±0 .1 77±0.2 Ø 30 ±0 .1 M?t phân khuôn 0.01 A Ø 10 0± 0. 2 0.02 A 3. Xác l ng d gia công; nh hình v :ượ ư ư ẽ 52 Ø 10 4 Ø 74 81 Ø 26 2 3 R5 L P CN Ô TÔ A –K4Ớ SINH VIÊN :NGUY N PHI C NGỄ ƯỜ3 TR NG Đ I H C SPKT VINHƯỜ Ạ Ọ KHOA C KHÍ Đ NG L CƠ Ộ Ự 4. Xác đ nh dung sai c a v t dúcị ủ ậ :(nh hình v trên )ư ẽ 5. Xác đ nh bán kính góc l nị ượ :là ch góc ti p giáp hai b m t giaoổ ệ ề ặ nhau , nó đ đ m b o đ b n cho khuôn m u và tránh n t n . (nhể ạ ả ộ ề ẫ ứ ẻ ư hình v trên) : ẽ 6. Xác đ nh đ d c rút m u:(nh hình v )ị ộ ố ẫ ư ẽ 7. Lõi v t đúc:ậ Lõi chính :(làm b ng cát)ằ 19° 8116 Ø 26 Ø 15 8.Tai g i m uố ẫ : tai g i m u lõi chính:ố ẫ 1 9 ° 16 Ø 2 6 9.Thi t k m u:ế ế ẫ B m u:ộ ẫ Là công c chính đ t o hình khuôn đúc.ụ ể ạ B m u bao g m: M u chính, t m m u, m u c a h th ng rót,ộ ẫ ồ ẫ ấ ẫ ẫ ủ ệ ố đ u h i, đ u ngót.ậ ơ ậ L P CN Ô TÔ A –K4Ớ SINH VIÊN :NGUY N PHI C NGỄ ƯỜ4 TR NG Đ I H C SPKT VINHƯỜ Ạ Ọ KHOA C KHÍ Đ NG L CƠ Ộ Ự Mu n ch t o v t đúc ph i căn c vào b n v chi ti t đ thi t k b n vố ế ạ ậ ả ứ ả ẽ ế ể ế ế ả ẽ v t đúc. T b n v v t đúc ta v b n v m u. Căn c vào đó ta ch t oậ ừ ả ẽ ậ ẽ ả ẽ ẫ ứ ế ạ v t m u.T b n v v t đúc ta v b n v m u. Kích th c m u t ng tậ ẫ ừ ả ẽ ậ ẽ ả ẽ ẫ ướ ẫ ươ ư nh b n v v t đúc tr ph n tai g i và dung sai ch t o m u.ư ả ẽ ậ ừ ầ ố ế ạ ẫ - Yêu c u:ầ đ m b o đ bóng, chính xác khi gia công c t g tả ả ộ ắ ọ c n b n, c ng, nh , không b co, tr ng, n t, cong vênh trong khi làmầ ề ứ ẹ ị ươ ứ vi c.ệ ch u đ c tác d ng c , hóa c a h n h p làm khuôn, ít b ăn mòn hóa h c,ị ượ ụ ơ ủ ỗ ợ ị ọ không b r , d ki m.ị ỉ ễ ế - V t li u:ậ ệ v t li u th ng dùng: g , kim lo i, th ch cao, xi măng, ch t d o.ậ ệ ườ ỗ ạ ạ ấ ẻ Th ng dùng nh t là g và kim lo i.ườ ấ ỗ ạ Ta ch n v t li u làm m u là g vì có u đi m là nh ,r và d gia công.ọ ậ ệ ẫ ỗ ư ể ẹ ẽ ễ -Đ c ghi trên b n v m uượ ả ẽ ẫ -M u dung là g phai chú ý :ẫ ỗ -Khi m u đ c gia công xong ph i s n đ có đ bóng , ch ng th ng n cẫ ượ ả ơ ẻ ộ ố ố ướ 10.Thi t k h p lõi:ế ế ộ Yêu c uầ long h p lõi có hình d ng gi ng lõiộ ạ ố -Ch n lõi hai n a ghép cách ghép v i nhau b ng ch tọ ư ớ ằ ố -H p lõi làm b ng g g nh m uộ ằ ỗ ỗ ư ẫ -B n v h p lõiả ẽ ộ : Ø2 6 Ø 15 19 ° 8116 11.Tính toán h th ng rót:ệ ố H th ng rót là h th ng d n kim lo i t thùng rót vào khuôn. S b trí hệ ố ệ ố ẫ ạ ừ ự ố ệ th ng rót quy t đ nh ch t l ng v t đúc và gi m ha phí kim lo i vào hố ế ị ấ ượ ậ ả ạ ệ th ng rót. Hao phí do h th ng rót gây nên đ t đ n 30%ố ệ ố ạ ế L P CN Ô TÔ A –K4Ớ SINH VIÊN :NGUY N PHI C NGỄ ƯỜ5 TR NG Đ I H C SPKT VINHƯỜ Ạ Ọ KHOA C KHÍ Đ NG L CƠ Ộ Ự Yêu c u đ i v i h th ng rótầ ố ớ ệ ố - toàn b lòng khuôn đ u đ c đi n đ y kim lo iộ ề ượ ề ầ ạ - Dòng ch y kim lo i ph i êm, liên t c, không va đ p đ t ng t, khôngả ạ ả ụ ậ ộ ộ t o dòng xoáy gây v lòng khuôn, lõi.ạ ở - Không d n x , t p ch t, các lo i khí… vào lòng khuôn.ẫ ỉ ạ ấ ạ - Đi n đ y nhanh, không hao phí nhi t(không gi m tính ch y loãng).ề ầ ệ ả ả - Ti t ki m kim lo i, gi m t i thi u hao phí kim lo i cho h th ng rót.ế ệ ạ ả ố ể ạ ệ ố - H th ng rót ph i ch c ch n, không b v .ệ ố ả ắ ắ ị ỡ - Đi u hoà nhi t đ trong lòng khuôn, t o đi u ki n cho h p kim l ngề ệ ộ ạ ề ệ ợ ỏ đông đ c theo h ng có l i nh t, đ ng th i b sung kim lo i khi c nặ ướ ợ ấ ồ ờ ổ ạ ầ thi t.ế Chú ý thi t k .ế ế - Không nên đ t máng d n n m d i ng rót vì nh th x d đi vàoặ ẫ ằ ướ ố ư ế ỉ ễ lòng khuôn. - Không nên đ t máng d n n m mép t n cùng c a rãnh l c x vì kimặ ẫ ằ ở ậ ủ ọ ỉ lo i s b n tung tóe làm h ng khuôn và x s ch y vào lòng khuôn.ạ ẽ ắ ỏ ỉ ẽ ả - Không nên đ t máng d n n m trên rãnh l c x vì nh th s m t tácặ ẫ ằ ọ ỉ ư ế ẽ ấ d ng c a rãnh l c xụ ủ ọ ỉ Ch n h th ng rótọ ệ ố b trí h th ng rótố ệ ố a/Xác tính di n tích rãnh d n, ng rót , ránh l c xệ ẫ ố ọ ỉ L P CN Ô TÔ A –K4Ớ SINH VIÊN :NGUY N PHI C NGỄ ƯỜ6 TR NG Đ I H C SPKT VINHƯỜ Ạ Ọ KHOA C KHÍ Đ NG L CƠ Ộ Ự a.1.Xác đ nh kh i l ng v t đúc :ị ố ượ ậ 54 Ø 26 V1 V1 V2 V2 V3 27 Ø 10 4 Ø 74 Th tích ph n V1:ể ầ 2 2 4 3 1 .104 3,14.(0,104).27 .0,027 2,29.10 ( ) 4 4 V mpi −= = = Th tích ph n V2:ể ầ ( ) 22 4 3 2 3,14. 0,074.74 54 .0,054 2,32.10 ( ) 4 4 V mpi −= = = Th tích ph n V3:ể ầ ( ) 22 5 3 3 3,14. 0,026.26 .81 .0,081 4,3.10 ( ) 4 4 V mpi −= = = Th tích toàn ph n c a b c V:ể ầ ủ ạ 4 4 5 4 3 1 2 3 2,29.10 2,32.10 4,3.10 4,18.10 ( )V V V V m − − − − = + − = + − = Kh i l ng c a b c :ố ượ ủ ạ 4. 5800.4,18.10 2,4( )thepm V kgρ −= = = a.2.Xác đ nhị (V)h s c m th y l c:((choV=0,42)ệ ố ả ủ ự a.3.Xác đ nh th i gian rót (T)ị ờ (s=0,4) Đ i vói v t đúc b ng thép có kh i l ng <450 kg, ta xác đ nh theo côngố ậ ằ ố ượ ị th c sau :ứ L P CN Ô TÔ A –K4Ớ SINH VIÊN :NGUY N PHI C NGỄ ƯỜ7 TR NG Đ I H C SPKT VINHƯỜ Ạ Ọ KHOA C KHÍ Đ NG L CƠ Ộ Ự . 0, 4. 2,4 0,6( )t s m s= = = a.4.Xác đ nh Hp (chi u cao c t áp ): (cm)ị ề ộ Ta có công th c sau:ứ 2 2p PH H C = − Trong đó : H-chi u cao c t kim lo i l ng, tính t ch d n kim lo i vàoề ộ ạ ỏ ừ ổ ẫ ạ khuôn d n m t thoáng (cm) và H=39cmế ặ P-Chi u cao v t đúc ,tính t ch d n kim lo i ề ậ ừ ổ ẫ ạ vào khuôn tr lên P=0 (do khi rót tr c ti p)ở ự ế C-chi u cao v t đúc (cm)-ề ậ V y ta có : Hp=H =39 (cm)ậ Ta có di n tích rãnh d n :ệ ẫ 2,4 2,95 0,31. . 0,31.0,42. 39rd p mF v H = = =∑ ( 2cm ) a.5.Xác đ nh kích th c ng rót:ị ướ ố Dung tØ lÖ kinh nghiÖm ta cã Frd : F«r : Flx = 1 : 1,2 : 1,1 VËy F«r = 15,01 cm 2 Flx = 13,76 cm 2 4. TÝnh kÝch thíc cô thÓ cña hÖ thèng rãt : .aèng rãt : §êng kÝnh díi : d 2 = pi orF.4 = 4,37 cm §êng kÝnh trªn : d 1=1,15 . d 2 = 5,02 cm b. Cèc rãt . L P CN Ô TÔ A –K4Ớ SINH VIÊN :NGUY N PHI C NGỄ ƯỜ8 TR NG Đ I H C SPKT VINHƯỜ Ạ Ọ KHOA C KHÍ Đ NG L CƠ Ộ Ự Tõ khèi lîng vËt ®óc ta cã chiÒu cao cèc rãt lµ 110 mm do ®ã ta ph¶i lµm cèc rêi . Tra b¶ng I-18a ta cã kÝch thíc cèc rãt : L = 110 mm R = 70 mm R 1 = 40 mm r = 25 mm r 1 = 13 mm h = 110 mm e = 78 mm D = 36 mm c. R·nh läc xØ . Chän r·nh läc xØ kiÓu B víi Flx = 13,76 cm 2 . Tra b¶ng I-20 ta cã kÝch thíc cña r·nh läc xØ . b = 41 mm a = 62 mm h = 26 mm r = 6 mm . d. R·nh dÉn víi Frd = 12,51mm2 tra b¶ng I-21 ta cã : a = 44mm b = 33 mm h = 22mm 5. §Ëu h¬i vµ ®Ëu ngãt . ë ®©y sö dông lo¹i ®Ëu h¬i kiªm c¶ nhiÖm vô bæ sung kim lo¹i , kÝch thíc ®Ëu h¬i víi chiÒu dÇy thµnh n¬i ®Æt ®Ëu h¬i lµ 100 mm . Tra b¶ng I-22 Cã: d = 98 mm d 1= 118 mm d 2 = 157 mm h = 256 mm r 1= 5 mm . I. Qu¸ Tr×nh Lµm Khu«n 1. X¸c ®Þnh kÝch thíc c¬ b¶n cña hßm khu«n . ChiÒu dµi kho¶ng trèng cña hßm. L = Lvd + a + b + c + e = 1290 mm. ChiÒu réng b = 312 + 2a = 432 mm . ChiÒu cao H = 450 mm . KÝch thíc c¬ b¶n cña hßm khu«n : L + b/2 = 1506 mm . Tra b¶ng I-23 ta cã kÕt cÊu thµnh hßm khu«n : tmin = 26 mm b1 = 80 mm b2 = 80 mm h1 = 25 mm h2 = 40 mm . 2. L¾p khu«n vµ tÝnh lùc Ðp khu«n: a) TÝnh khèi lîng cña hßm khu«n trªn: KÝch thíc hßm : L = 1290 mm B = 432 mm H = 450 mm L P CN Ô TÔ A –K4Ớ SINH VIÊN :NGUY N PHI C NGỄ ƯỜ9 TR NG Đ I H C SPKT VINHƯỜ Ạ Ọ KHOA C KHÍ Đ NG L CƠ Ộ Ự ThÓ tÝch hßm cha cã phÇn mÉu : Vh = 1290 . 450 . 432 = 250776000mm 3 = 250776 cm 3 ThÓ tÝch nöa hßm khu«n trªn cßn trõ ®i mét phÇn mÉu , ®Ëu h¬i , èng rãt vµ cèc rãt . Vht = 250776 - (26634+4588,1) = 219543,92 cm3 Khèi lîng hßm khu«n trªn : Ghx = Vh . γ cat = 219543,92 . 2,6 = 570,8 kg b) TÝnh lùc ®Èy cña hßm khu«n trªn : P® =Pkt + P1 Pkt = γ gang . Vcc Vcc : ThÓ tÝch chÊt láng bÞ vËt chiÕm chç : Vcc = 281998,1 cm 3. VËy tæng lùc ®Èy cña khu«n Pd =γ gang . Vcc = 733,195 kg > 570,5 kg = Ghx VËy cÇn cã lùc kÑp khu«n L P CN Ô TÔ A –K4Ớ SINH VIÊN :NGUY N PHI C NGỄ ƯỜ10