Bài tập lớn: Chế tạo phôi

Bài tập lớn: Chế tạo phôi Trường ĐH Lương Thế Vinh Sinh viên: Phạm Quốc Điệp Lớp Cơ Khí -K31 Phần đúc i. phân tích chi tiết 1. Chức năng làm việc Chi tiết dạng càng, dùng để truyền chuyển động. 2. Điều kiện làm việc - Điều kiện làm việc không khắc nghiệt, chi tiết chỉ chịu mômen xoắn nhỏ khi làm việc. - Chi tiết không phải chịu tải thường xuyên, không mài mòn, không có va đập khi làm việc, nhiệt độ làm việc không cao. 3. Phân tích kết cấu - So sánh các thông số kỹ thuật trên bản vẽ chi tiết với các yêu cầu kỹ thuật tiêu chuẩn ta thấy kết cấu công nghệ có thể đánh giá là tốt không cần thay đổi . 4. Chọn phương pháp tạo phôi - Xét thấy vật liệu chế tạo chi tiết bằng gang (GX 12 -24), hình dáng chi tiết khá phức tạp nên không chọn phương pháp rèn hoặc dập phôi. Ta chọn phương pháp đúc để chế tạo phôi được hiệu quả. - Sản xuất đơn chiếc nên ta chọn phương pháp đúc bằng khuôn cát, mẫu gỗ . ii. thiết kế bản vẽ đúc 1. Xác định mặt phân khuôn Mặt phân khuôn chọn theo nguyên tắc sau: Bài tập lớn: Chế tạo phôi Trường ĐH Lương Thế Vinh Sinh viên: Phạm Quốc Điệp Lớp Cơ Khí -K32 - Đảm bảo công nghệ làm khuôn : + Chọn mặt phân khuôn rộng nhất, nông nhất. +ít làm lõi, tận dụng phần nhô của hòm khuôn. - Đảm bảo độ chính xác của vật đúc + Bố trí tất cả trong một hòm khuôn + Không chọn mặt phân khuôn tại vị trí tiết diện thay đổi . - Đảm bảo chất lượng hợp kim đúc + Điền đầy lòng khuôn dễ + Dễ bố trí hệ thống rót và đậu ngót Do các nguyên tắc trên mặt phân khuôn được chọn trên hình vẽ như bản vẽ. 2. Chọn lượng dư gia công cơ khí Lượng dư gia công cơ khí phụ thuộc hợp kim đúc, kích thước lớn nhất của vật đúc, tính chất sản xuất, mức độ phức tạp của chi tiết, phương pháp làm khuôn và cấp chính xác của vật đúc. Với vật đúc trong khuôn cát ta có cấp chính xác cấp 3: Mặt trên : 6,0 mm Mặt dưới : 4,5 mm Mặt bên trong lỗ 80 : 4,5 mm Bài tập lớn: Chế tạo phôi Trường ĐH Lương Thế Vinh Sinh viên: Phạm Quốc Điệp Lớp Cơ Khí -K33 3. Xác định lượng thừa Để làm cho kết cấu vật đúc đơn giản, đối với sản xuất đơn chiếc ta chọn phương pháp đúc đặc lỗ  42 4.Xác định độ dốc rút mẫu Mặt bên có chiều cao 162 mm: 10 5.Xác định dung sai kích thước cho vật đúc Để đảm bảo vật đúc đúc ra có kích thước trong lượng đúng yêu cầu phảI quy định dung sai kích thước .Dung sai kích thước phụ thuộc vào cấp chính xác được tra theo bảng I-7 Kích thước danh nghĩa: 249 2 , 175 2 , 60 1,5 20 1 , 136,5 2 , R95 1,5 , 100 1,5 55,5 1,5 92 1,5 6.Thiết gối kế lõi Lỗ có kích thước 42 sau khi thêm lượng dư gia công kích thước còn lại chỉ là 31 do đò ta làm lõi đặc cho lỗ này Với lõi có kích thước là 55,5 ta làm lõi đứng . Với chi tiết trên ta thiết kế kiểu lõi đứng là phù hợp. Dựa vào kích thước lỗ của chi tiết, tra bảng I -10, I-13 và I-14, ta có các thông số của lõi như sau: St = 0,15 mm Sd = 0,25 mm d lõi = 60 mm ht = 30 mm hd = 50 mm  t = 100  d = 70 Bài tập lớn: Chế tạo phôi Trường ĐH Lương Thế Vinh Sinh viên: Phạm Quốc Điệp Lớp Cơ Khí -K34 III. THIếT Kế BảN Vẽ MẫU 1. Mặt phân mẫu Vì không yêu cầu độ chính xác quá đặc biệt, nên trường hợp này ta chọn mặt phân mẫu trùng với mặt phân khuôn. Để tăng độ bền cho mẵu ,tăng độ chính xác cho vật đúc và đơn giản cho việc làm khuôn làm mẫu. Hình dáng giống bên ngoài vật đúc, kể cả lượng dư, lượng thừa, góc nghiêng. 2. Dung sai kích thước mẫu _Vì sản xuất đơn chiếc và khuôn làm bằng tay, nên chọn độ bền mẫu là cấp 3. Vậy ta có kích thước của mẫu là: +Với dung sai kích thước lỗ: Lỗ 92 0,6 Lỗ 55,5 0.6 Lỗ 42 0.5 Lỗ 104,5 0,8 Lỗ R95 0.6 +Với dung sai kích thước dài 175 0.8 215 1 249 1 39 0,5 126 0,8 60 0,6 5 0,5 3. Xác định độ hụt mẫu Để xác định độ hụt mẫu, ta tính trọng lượng của vật đúc (kể cả lượng dư và lượng thừa). Bài tập lớn: Chế tạo phôi Trường ĐH Lương Thế Vinh Sinh viên: Phạm Quốc Điệp Lớp Cơ Khí -K35 V = 1870,45 cm3 V tính được bằng cách chia nhỏ vật đúc để tính nhỏ từng phần của khối vật đúc và áp dụng các công thức dưới Vtrụ = 2 4 D h Vhộp = m l h  Vtru1 = 2 2100 60126 ( ) 4 4     ,Vtru2 = 2 280 4230 ( ) 4 4     , Vhộp3 = 65 80 175  Vhộp1 = 240 80 175  , Vhộp2 = 60 80 20  , Vtru3 = 219080 ( ) 4  V = Vtru1 + Vhộp1 - Vtru3 - Vhộp3 - Vtru1/2 + Vhộp2 + Vtru2 - Vtru2/2  gang = 7 gam/cm3 Khối lượng vật đúc: Gvđ=V. gang =13,1 kg Chiều dày thành vật đúc lớn nhất là 30 mm. Vậy tra bảng I-15 ta có độ hụt mẫu ở thành vật đúc là 1 ,5 mm. iv. thiết kế hệ thống rót 1. Chọn chỗ dẫn kim loại vào khuôn và chọn kiểu hệ thống rót. - Chọn chỗ dẫn kim loại như hình vẽ. (Tại phía phải của hình) - Kiểu hệ thống rót là kiểu có rãnh dẫn nằm ngang ở mặt phân khuôn. Bài tập lớn: Chế tạo phôi Trường ĐH Lương Thế Vinh Sinh viên: Phạm Quốc Điệp Lớp Cơ Khí -K36 2. Tính tổng tiết diện rãnh dẫn.  Frd = 30%0,3vd vdP G G H   Trong đó: : Hệ số cản thuỷ lực lấy = 0,5 t: Thời gian rót, với vật đúc nhỏ, bằng gang t = S VDG3,1 S: Hệ số phụ thuộc vào chiều dày thành, lấy S = 2,4 Vậy t=10s * Tính sơ bộ kích thước hòm khuôn: Theo bảng I-17 ta có: - Khoảng cách từ mặt trên mẫu đến mặt trên khuôn h1= 60 mm - Khoảng cách từ mặt dưới mẫu tới thành khuôn h 2= 60 mm - Khoảng cách từ mẫu tới thành khuôn a = 40 mm - Khoảng cách từ thành ống rót tới thành khuôn c = 50 mm - Khoảng cách từ rãnh lọc xỉ tới mẫu b = 30 mm Hp chiều cao cột áp của cột kim loại 2 2P PH H c   - p : chiều cao vật đúc tính từ chỗ dẫn đến chỗ cao nhất của vật đúc nằm trong khuôn trên p = 46 mm - c : chiều cao vật đúc nằm trong khuôn c = 126+4,5+6=136,5 mm Bài tập lớn: Chế tạo phôi Trường ĐH Lương Thế Vinh Sinh viên: Phạm Quốc Điệp Lớp Cơ Khí -K37 - H : Chiều cao cột kim loại từ chỗ dẫn đến mặt thoáng H = hdư +hcôc +p =p+h1 =46+60 =106 mm Với p = 46mm và h1 =60 mm Ta lấy H = 110 mm Giá trị chiều cao cột áp kim loại: 2 102 2P PH H c    mm Tổng tiết diện rãnh dẫn F rd = P vdvd H GG   3,0 %30 =5 cm2 +Tính tổng Flx và Fôr Dùng tỉ lệ kinh nghiệm ta có: F rd : Fôr : Flx = 1: 1,11: 1,06 Vậy Fôr = 5,55 cm2 Flx = 5,3 cm2 3. Tính kích thước cụ thể của hệ thống rót a, ống rót: Đường kính dưới: d2 = 4 orF  =2,65 cm Đường kính trên: d1 = 1,15 d2 = 3,05 cm b, Cốc rót Bài tập lớn: Chế tạo phôi Trường ĐH Lương Thế Vinh Sinh viên: Phạm Quốc Điệp Lớp Cơ Khí -K38 Từ khối lượng vật đúc ta có chiều cao cốc rót là 50 mm. Do đó ta phải làm cốc rót rời. Tra bảng I-18a ta có kích thước cốc rót: L = 50 mm R = 40 mm r = 15 mm h = 65 mm d = 24 mm e = 45 mm R1 = 20 mm r1 = 8 mm c, Rãnh lọc xỉ Chọn rãnh lọc xỉ kiểu A với F lx = 5,3 cm2. Tra bảng I-20 ta có kích thước của rãnh lọc xỉ b = 27 mm a = 40 mm h = 20 mm r = 4 mm d,Rãnh dẫn Là bộ phận của hệ thống rót nó trực tiếp dẫn kim loại vào lòng khuân .tra bảng I -21 ta có kích thước của rãnh dẫn Với F rd =5cm2 thì a =33 mm ,b =28 mm ,h =17 mm V.thiết kế Đậu hơi và đậu ngót Là một bộ phận khuôn đúc nhằm mục đích dẫn khí hòa tan trong kim loại lỏng ra môi trường . Vị chí đặt đậu hơi phảI đặt ở nơI cao nhất và dày nhất. Ơ đây sử dụng đậu hơi kiêm cả nhiệm vụ bổ sung kim loại, kích thước đậu hơi và chiều dầy thành nơi đặt đậu hơi là 175-95-50 =30 mm . Tra bảng I-22 ta có: d = 20 mm d1 = 23 mm d2 = 30 mm h =65 mm r = 2 VI. Qúa trình làm khuôn Bài tập lớn: Chế tạo phôi Trường ĐH Lương Thế Vinh Sinh viên: Phạm Quốc Điệp Lớp Cơ Khí -K39  Một số yêu cầu với hòm khuôn là khối lượng nhỏ, độ bền cao .hòm khuôn chỉ dùng một lần thường đóng bằng gỗ. Vật đúc được bố chí trong 2 hòm khuôn ,lõi đứng bao gòm các bước sau: +Làm khuôn dưới  Đặt mẫu dưới lên tấm mẫu  Đặt hòm khuôn dưới ,xương khuôn nếu cần  Đổ hỗn hợp làm khuôn  Đầm chặt và tạo lỗ thoát khí ,rãnh tho ắt khí +Làm khuôn trên  Lật hòm khuôn dưới lắp mẫu trên  Lắp hòm khuôn trên, đặt mâũ phụ  Đỗ hỗn hợp ,đầm chặt ,tạo lỗ thoát khí  Rút các mẫu phụ  Lật hòm khuôn trên +Rút mẫu dưới + Rút mẫu trên +Tạo rãnh dãn ,sửa khuôn +Lắp khuôn và lõi 1. Xác định kích thước cơ bản của hòm khuôn Bài tập lớn: Chế tạo phôi Trường ĐH Lương Thế Vinh Sinh viên: Phạm Quốc Điệp Lớp Cơ Khí -K310 Chiều dài khoảng trống của hòm: L = Lvđ + a + b + c + e = 469 mm Chiều rộng B = 240+ 2a = 320 mm Chiều cao H = 110 mm Kích thước cơ bản của hòm khuôn: 2 BL  = 395 mm Tra bảng I-23 ta có kết cấu thành hòm khuôn: Tmin = 8 mm b1 = 17 mm b2 = 17 mm h1 = 8 mm h2 = 12 mm 2. Lắp khuôn và tính lực ép khuôn a, Tính khối lượng hòm khuôn trên: Kích thước hòm : L = 469 mm B = 320 mm H = 110 mm Thể tích hòm chưa có phần mẫu: Vh = 469.320.110 = 16508800 mm3 = 16509 cm3 Thể tích nửa hòm khuôn trên bằng Vh –Vđh –Vvd – Vr Với Vđh là thể tích đậu hơi, Vvd là thể tích vật đúc , Vr là thể tích hệ thống rót Vr = 2 2 270 24 2065 45 25 4 4 4          =48569mm3 Vvd = 1870,45cm3 Vđh =31906mm3 Vht = 16509-1870,45-48,569-31,906 = 14560cm3 Khối lượng hòm khuôn trên: Bài tập lớn: Chế tạo phôi Trường ĐH Lương Thế Vinh Sinh viên: Phạm Quốc Điệp Lớp Cơ Khí -K311 Ghk = Vhr . cỏt = 14560 . 2,6 . 10-3 = 37,85 kg b. Tính lực đẩy hòm khuôn trên: Pđ = Pkt + P1 Vì lõi đứng, tiết diện không đổi nên không có lực đẩy lõi Pđk = Pkt = gang . VCC VCC là thể tích chất lỏng bị vật chiếm chỗ VCC =(1870,45+31,906+48,569) = 1951 cm3  Pkt = 7 . 1951 . 10-3 = 13,657 (kg) Vậy khôn cần lực kẹp do Pkt nhỏ hơn Ghk . ViI . Thiết kế bản vẽ HỘP lõi Là bộ phận ,thành phần bộ mẵu để tạo ra lõi cát, và lỗi cát đó tạo ra hình dạng bên trong vật đúc . Với thiết kế dưới đây lõi được chế tạo bằng gỗ Với chi tiết trên ta thiết kế kiểu lõi đứng là phù hợp. Dựa vào kích thước lỗ của chi tiết, tra bảng I-10, I-13 và I-14, ta có các thông số của lõi như sau: St = 0,25 mm Sd = 0,25 mm d lõi = 50 mm S3 =2 mm ht = 30 mm hd = 50 mm  t = 100  d = 70 Bài tập lớn: Chế tạo phôi Trường ĐH Lương Thế Vinh Sinh viên: Phạm Quốc Điệp Lớp Cơ Khí -K312 Bài tập lớn: Chế tạo phôi Trường ĐH Lương Thế Vinh Sinh viên: Phạm Quốc Điệp Lớp Cơ Khí -K313 Bài tập lớn: Chế tạo phôi Trường ĐH Lương Thế Vinh Sinh viên: Phạm Quốc Điệp Lớp Cơ Khí -K314 Bài tập lớn: Chế tạo phôi Trường ĐH Lương Thế Vinh Sinh viên: Phạm Quốc Điệp Lớp Cơ Khí -K315