Đúc hàn gò dập bài tập lớn các quá trình chế tạo

I/ PHƯƠNG PHÁP ĐÚC: Đúc là phương pháp chế tạo phôi bằng phương pháp nấu chảy kim loại, rót kim loại lỏng vào lòng khuôn đúc có hình dáng và kích thước của vật đúc, sau khi kim loại đông

I/ PHƯƠNG PHÁP ĐÚC:

Đúc là phương pháp chế tạo phôi bằng phương pháp nấu chảy kim loại, rót kim loại lỏng vào lòng khuôn đúc có hình dáng và kích thước của vật đúc, sau khi kim loại đông đặc trong khuôn ta thu được vật đúc có hình dáng giống như lòng khuôn đúc.Vật đúc có thể đem dùng ngay được gọi là chi tiết đúc Nếu vật đúc cần phải qua gia công

cơ khí để nâng độ chính xác kích thước và độ bóng bề mặt thì gọi là phôi đúc

Đúc có 2 loại chính là đúc trong khuôn cát và các phương pháp đúc đặc biệt Đúc trong khuôn cát có một số nhược điểm không thỏa mãn được yêu cầu về số lượng và chất lượngđòi hỏi ngày càng tăng Việc xuất hiện một loạt các dạng đúc mới gọi là đúc đặc biệt đã đáp ứng phần lớn các yêu cầu đó

1 Đúc trong khuân cát

 Đúc trong khuôn cát là phương pháp chế tạo phôi bằng phương pháp nấu chảy kim loại, rót kim loại lỏng vào lòng khuôn cát có hình dáng và kích thước của vật đúc , sau khi kim loại đông đặc ta tiến hành phá khuôn và thu được vật đúc có hình dáng giống như lòng khuôn đúc

1.1 Đặc điểm

 Hay tồn tại nhiều dạng khuyết tật

 Khuân cát là loại khuân đúc một lần ( chỉ rót một lần rồi phá khuân không thể tái sử dụng

1.2 Quá trình đúc

Toán tắt các bước trong quá trình đúc khuôn cát như sau :

– Bộ phận kỹ thuật căn cứ theo bản vẽ chi tiết để lập ra bản vẽ vật đúc, mẫu, hộp lõi.– Căn cứ vào bản vẽ để chế tạo bộ mẫu gồm:

 Mẫu đúc để tạo ra lòng khuôn mang hình dáng bên ngoài của vật đúc

 Hộp lõi để chế tạo lõi tạo ra hình dáng bên trong của vật đúc

 Mẫu hệ thống rót để tạo ra đậu hơi, đậu ngót dùng để dẫn kim loại lỏng và thoát khí cho khuôn

1.2.1 Chế Tạo Bộ Mẫu, Hộp Lõi

Yêu cầu vật liệu làm mẫu, hộp lõi

 Bền không thấm nước, không co giãn

 có độ bóng độ chính xác cao

 Làm khuôn được nhiều lần

 Dễ gia công

1.2.2 Làm khuôn, lõi khuôn cát

a, Làm khuôn bằng tay

 Làm khuôn trên nền xưởng

 Làm khuôn trong 2 hòm khuôn

1.3 Những hư hỏng thường gặp trong đúc khuôn cát

 Lõm co : đây sự co thể tích, thường xảy ra ở phần trên khi đông đặc cuối cùng, tạo ra sự thiếu hụt Vùng này lẫn xỉ nhiệt độ chảy thấp

 + Biện pháp khắc phục : Khuôn, lõi thoát khí tốt hệ thống rót, đậu hơi hợp

lý, vật liệu phải khô sạch

 Thiên tích : Kim loại kết tinh không đồng đều tạo nên vùng thiên tích, hạt thiên tích,làm giảm cơ tính cũng như khả năng chịu lực của kết cấu

Các phương pháp đúc đặc biệt

2.1 Đúc trong khuôn kim loại:

Thực chất đúc trong khuôn kim loại là điền đầy kim loại lỏng vào khuôn chế tạo bằng kim loại Do khuôn kim loại có tính chất cơ lý khác vật liệu khuôn cát nên nó có những đặc điểm sau:

 Tuổi thọ của khuôn kim loại cao

 Do tiết kiệm được thời gian làm khuôn nên nâng cao năng suất, giảm giá thành

 Giá thành chế tạo khuôn cao

 Phương pháp này chỉ thích hợp trong dạng sản xuất hàng loạt với vật đúc đơn giản, nhỏ hoặc trung bình

- Ưu điểm

 Tổ chức kim loại mịn chặt, không tồn tại các khuyết tật rỗ khí, rỗ co ngót

 Tạo ra vật đúc có lỗ rỗng mà không cần thao

 Không dùng hệ thống rót phức tạp nên ít hao phí kim loại

 Tạo ra vật đúc gồm một vài kim loại riêng biệt trong cùng một vật đúc

 Khuôn chóng bị mài mòn do dòng chảy có áp lực của hợp kim ở nhiệt độ cao.

Trên hình 9.5 giới thiệu sơ đồ nguyên lý máy đúc áp lực kiểu píttông có buồng ép nguội.Hợp kim lỏng đã định lượng cho vào khuôn ép (P ) - hình 9.5 - a.2

Khi píttông ép (P ) thực hiện hành trình ép (Hình 9.5 - b), hợp kim lỏng T ép lên píttông 1(P2) đi xuống Cửa (D) sẽ dẫn hợp kim lỏng qua rãnh dẫn vào lòng khuôn (4) Khuôn đúc gồm hai phần, phần tĩnh và phần động (F , F ) có cơ cấu đóng mở Vật đúc sau khi đông 1 2đặc được lấy ra theo phần động của khuôn Lúc này píttông P thực hiện sự dịch chuyển 2ngược để lấy phần hợp kim thừa (5) khỏi miệng xilanh, vật đúc (O) được lấy ra nhờ phần động (V) (Hình 9.5 - c) và lại chuẩn bị cho hành trình ép tiếp theo

Trên hình 9.6 giới thiệu các dạng đúc liên tục: đúc thanh kim loại; đúc ống kim loại (a) vàdạng đúc các dải hoặc tấm kim loại (b).

Hiện nay các nước trên thế giới sử dụng phát triển đúc liên tục rất mạnh để chế tạo sản phẩm thép Ví dụ ở Trung quốc; sản lượng đúc liên tục mỗi năm tăng 10 triệu tấn Các xí nhiệp luyện gang thép lớn dùng 100% đúc liên tục để chế tạo sản phẩm

2.5 Đúc khuôn mẫu chảy:

Đây là một dạng đúc đặc biệt trong khuôn dùng một lần Thực chất của đúc theo khuôn mẫu chảy tương tự như đúc khuôn cát Nhưng cần phân biệt hai điểm sau đây:

Lòng khuôn được tạo ra nhờ mẫu là vật liệu dễ bị chảy Do đó việc lấy mẫu ra khỏi lòng khuôn thực hiện bằng nung chảy mẫu rồi rót ra theo hệ thống rót

Vật liệu chế tạo khuôn bằng chất liệu đặc biệt nên chỉ cần độ dày nhỏ (6 ¸ 8mm) nhưng rất bền, thông khí tốt, chịu nhiệt

Những đặc điểm của đúc theo khuôn mẫu chảy là:

- Ưu điểm

 Vật liệu đúc có độ chính xác cao nhờ lòng khuôn không phải lắp ráp theo mặt phân khuôn, không cần chế tạo thao riêng

 Độ nhẵn bề mặt bảo đảm do bề mặt lòng khuôn nhẵn, không cháy khuôn …

 Vật đúc có thể là vật liệu khó nóng chảy, nhiệt độ rót cao

- Nhược điểm

 Quy trình chế tạo một vật đúc gồm nhiều công đọan nên năng suất không cao Do vậy ngời ta phải cần cơ khí hóa hoặc tự động hóa quá trình sản xuất

 Đúc theo khuôn mẫu chảy chỉ thích hợp để chế tạo các vật đúc với kim loại quý cần phải tiết kiệm, những chi tiết đòi hỏi chính xác cao…



Trên hình 9.7 giới thiệu một dạng khuôn đúc chế tạo bằng mẫu chảy

II/ PHƯƠNG PHÁP HÀN:

- Hàn là phương pháp công nghệ nối các chi tiết máy bằng kim loại hoặc phi kim loại với nhau bằng cách nung nóng chỗ nối đến trạng thái hàn (chảy hoặc dẻo) Sau đó kim loại lỏng hóa rắn hoặc kim loại dẻo thông qua có lực ép, chỗ nối tạo thành mối liên kết bền vững gọi là mối hàn

- Đặc điểm của công nghệ hàn :

Phương pháp hàn ngày càng được phát triển và sử dụng rộng rãi trong các ngành kinh tế

vì chúng có đặc điểm sau:

 Tiết kiệm nhiều kim loại, so với các phương pháp nối khác như tán rivê, ghép bulông tiết kiệm từ 10 - 25% khối lượng kim loại, hoặc so với đúc thì hàn tiết kiệm 50%

 Hàn có thể nối những kim loại có tính chất khác nhau Ví dụ, kim loại đen với kim loại đen, kim loại với vật liệu phi kim loại,…

 Tạo được các chi tiết máy, các kết cấu phức tạp mà các phương pháp khác không làm được hoặc gặp nhiều khó khăn

 Độ bền mối hàn cao, mối hàn kín

- Tuy nhiên hàn có nhược điểm: sau khi hàn vẫn tồn tại ứng suất dư, vật hàn dễ biến dạng (cong vênh)

1 Hàn MIG

Hàn MIG khá phổ biến trong các phương pháp hàn kim loại Đây là kỹ thuật hàn hồ quang nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ Nguồn nhiệt hàn cung cấp bởi hồ quangtạo ra giữa điện cực nóng chảy và kim loại nóng chảy sẽ được bảo vệ khỏi tác hại của O2 và N2 trong môi trường khí trơ hoặc khí có tính khử (Argon, He) Tiếng Anh gọi phương pháp này là Gas Metal ARC Welding

Hàn MIG được sử dụng ở rất nhiều xưởng cơ khí

Ưu điểm

 Chất lượng hàn tốt Mối hàn ít bị cong vênh, không có xỉ

 Tốc độ hàn cao hơn so với những phương pháp khác

 Hàn trên nhiều chất liệu đa dạng với độ dày mỏng khác nhau

 Thao tác hàn khá đơn giản, dễ thực hiện

 So với hàn hồ quang tay, điều kiện lao động của hàn MIG tốt hơn, quá trình hàn không phát sinh khí độc

Nhược điểm

 Thiết bị sử dụng trong phương pháp hàn MIG khá đắt tiền

 Chỉ phù hợp hàn 1G, 2G, 3G và F Không hàn được 4G trở lên vì khi hàn kim loại sẽ bị chảy xệ

 Tính linh hoạt kém, khó di chuyển nhiều

 Bức xạ nhiệt cao, có kim loại bắn tóe khi hàn Mối hàn hay bị bẩn

 Chiều sâu ngấu ít Muốn ngấu nhiều cần phải vát C

 Khí bảo vệ có thể bị thổi lệch vì gió, tạo các lỗ rỗ, khó sử dụng trên các công trường Vì thế hàn MIG chỉ thích hợp hàn trong các nhà máy, xưởng sản xuất hơn là các công trình ngoài trời.

2 Các phương pháp hàn kim loại phổ biến – Hàn TIG

Hàn TIG (Tungsten Inert Gas) là quá trình hàn bằng điện cực không nóng chảy, trong môi trường khí bảo vệ là một loại khí trơ (Ar, He) hoặc hỗn hợp khí Ar và He nhằm hạn chế tác động gây hại của O2, N2 trong không khí và ổn định hồ quang

Hàn TIG được ứng dụng nhiều trong công nghệ hàn tàu, hàn ống dẫn ga, dẫn dầu, hàng không vũ trụ, sản xuất xe…

 Hàn được mọi vị trí không gian khác nhau và ở tất cả các vị trí hàn Bạn có thể

sử dụng nó cho việc hàn mối, hàn đường thẳng hay hàn theo đường cong Vì thế đặc biệt áp dụng cho các chi tiết khó, yêu cầu mối hàn cao

 Kiểm soát được hình dạng vũng hàn dễ dàng

 Mối hàn sạch đẹp, không lẫn xỉ và bị văng tóe

 Tạo ra rất ít khói hàn

Nhược điểm

 Đòi hỏi thợ hàn có tay nghề cao

 Thiết bị, nguyên liệu hàn rất đắt tiền

 Năng suất hàn thấp

Hàn hồ quang trong môi trường CO2 được nhiều cơ sở áp dụng

Thông thường, cách hàn này sẽ được áp dụng với nguồn hàn DC phân cực dương Đặctính ổn định của dòng điện là CV Trong hàn MAG, dây hàn trần liên tục được đưa vào (dây bù) Còn khí CO2 cũng được cung cấp từ bên ngoài, liên tục thổi vào xung quanh

hồ quang để tạo mối hàn Đồng thời bảo vệ bể hàn không bị hỏng trong suốt quá trình hàn

Ưu điểm hàn MAG

 Năng suất cao.

 Mối hàn đẹp ít cong vênh, ít bị sỉ

 Dễ tự động hóa

 Hàn được các mối hàn dài mà không bị ngắt quãng

 Hàn MAG sử dụng chủ yếu là khí CO2 nên chi phí hàn rất rẻ

 Không đòi hỏi kỹ thuật hàn quá cao như hàn TIG

 Không phát sinh khí độc trong quá trình hàn

Nhược điểm

 Thường chỉ sử dụng để hàn các loại thép kết cấu có hàm lượng Cac-bon thấp và trung bình

 Góc hàn không đa dạng như hàn TIG và hàn que

 Khi hàn bị bắn tóe Chiều sâu ngấu ít Nếu muốn ngấu nhiều phải vát C

 Chất lượng của mối hàn theo phương pháp này có thể bị ảnh hưởng bởi tốc độ gió xung quanh Vì thế cũng ít được dùng để hàn các công trình

Tìm hiểu thêm về hàn kim loại trong bài viết: Dịch vụ hàn kim loại uy tín.

4 Hàn Laser

Trong các phương pháp hàn kim loại phổ biến hiện nay thì hàn laser là phương pháp hàn tiên tiến nhất Đây là dạng đặc biệt thuộc nhóm hàn nóng chảy Kim loại ở chỗ nối được nung chảy bằng tia laze sau đó kết tinh tạo ra mối hàn Hàn laser thường dùng đểnối các chi tiết lắp ở những chỗ khó chạm tới Hoặc dùng để hàn các chi tiết rất nhỏ hay các vật liệu có độ chảy cao như gốm.

Laser là công nghệ đa năng và có thể sử dụng trong nhiều công việc khác nhau như hàn, cắt kim loại

Ưu điểm của hàn lazer

 Hàn được nhiều loại vật liệu kim loại cùng phi kim như chất dẻo ,gốm…

 Đường hàn mịn, đảm bảo tính thẩm mỹ của sản phẩm, ít phải làm sạch mối hàn

 Tốc độ hàn cao, dễ cơ khí hóa tự động hóa

 Tốc độ nung nóng cũng như làm nguội cao, vùng ảnh hưởng nhiệt nhỏ do đó hàn lazer tốt cho các vị trí hàn có liên kết với các bộ phận dễ ảnh hưởng bởi nhiệt

Nhược điểm

 Không hàn được các vị trí khó

 Các vật liệu phản xạ ánh sáng cao sẽ làm lệch chùn tia laser và làm giảm hiệu quả hàn

 Tốc độ nguội nhanh làm mối hàn có nguy cơ rổ khí và bị giòn

 Chi phí đầu tư ban đầu lớn

 Đào tạo thợ vận hành mất nhiều thời gian do đó cũng hạn chế việc công nghệ này được phổ biến rộng rãi

5 Hàn que (hàn hồ quang tay)

Trong các phương pháp hàn kim loại thì hàn que được phát minh và đưa vào sử dụng khá sớm từ năm 1907 Hàn que hay còn được gọi là hàn hồ quang tay là một quá trình hàn điện nóng chảy dùng điện cực ở dạng que hàn và không dùng khí để bảo vệ Trong

đó tất cả những thao tác như thay que hàn, chuyển dịch que hàn, gây hồ quang… đều được các thợ hàn thực hiện bằng tay

Hàn que là kỹ thuật hàn được sử dụng rất phổ biến tại các công ty cơ khí

Ưu điểm

 Hàn được nhiều loại kim loại có độ dày mỏng khác nhau

 Mối hàn có độ ngấu sâu

 Hàn được tất cả các tư thế, vị trí trong không qian

 Tự cung cấp môi trường cho quá trình hàn

 Ít bị ảnh hưởng gió hơn so với các qui trình hàn với khí bảo vệ TIG/MIG

 Chi phí đầu tư thiết bị thấp, việc sử dụng được đơn giản hóa đến mức tối đa và

có tính cơ động cao

 Ứng dụng rộng rãi trong cả cơ khí chế tạo và kết cấu thép trong cơ khí dân dụng.

Nhược điểm

 Tốc độ kém, quá trình hàn bị gián đoạn, không liên tục do phải dừng lại để thay que hàn

 Hao phí nguyên vật liệu hàn

 Dễ bị ngậm xỉ vì thế khi hàn xong phải làm sạch xỉ ra khỏi đường hàn

III/ PHƯƠNG PHÁP GÒ:

Gia công gò hiện tại đã có rất nhiều thay đổi so với trước đây, nếu trước đây chúng ta sẽ nghĩ gia công gò chỉ là sử dụng sức người hoặc máy móc để làm biến dạng sản phẩm theo ý muốn Tuy nhiên thì giờ khái niệm đã phát triển hơn, gia công gò giờ đã là một biện pháp gia công rộng hơn với nhiều máy móc hỗ trợ tiên tiến nhằm biến nó trở thành một giai đoạn không thể thiết trọng việc làm đẹp sản phẩm

Gia công gò

Gia công gò là một giai đoạn gia công nằm trong phần hoàn thiện sản phẩm, cũng giống như hàn tuy nhiên thì gò là biện pháp gia công cuối cùng giúp thành phẩm trở nên đẹp hơn Chính vì thế mà chúng tôi nói 2 biện pháp này không thể thiếu trong một dây chuyền gia công chuyên nghiệp

Hiện nay có 2 phương pháp gò phổ biến đó là:

Sự khác nhau giữa gò thúc và gò chun

*Gò thúc

– Gõ phần lõm từ bên trong

– Gõ từ vòng tròn ngoài vào tâm

– Sản phẩm có chiều dày mỏng hơn tấm thép– Không nhăn

– Tay phôi chắc chắn khi gõ

 Khả năng cơ khí hóa và tự động hóa cao.

 Năng suất cao

10.5.2 Các nguyên công của dập tấm

Để cắt những đường khép kín ta dùng dập cắt và đột lỗ Về bản chất nguyên công dập cắt

và đột lỗ hoàn toàn giống nhau chỉ khác nhau về công dụng Ví dụ, trên hình (10.14 d), khi dập cắt phôi có đường kính D, ta được sản phẩm 5, còn lại 6 là phế liệu Ngược lại khi đột lỗ thì 6 là sản phẩm còn 5 trở thành phế liệu

Khi cắt phôi cần bố trí hợp lý để hệ số sử dụng vật liệu cao nhất Công thức đánh giá hệ

số sử dụng nguyên vật liệu:

 Fo : tổng diện tích các phôi bố trí trên tấm cắt có diện tích F

 F : diện tích của tấm phôi ban đầu

b Các nguyên công tạo hình

Từ những phôi đã được tạo ra ở các nguyên công trước, ta tiến hành chế tạo các chi tiết dạng cốc, ca,… Tùy theo yêu cầu cụ thể mà ta có các phương pháp tạo hình khác nhau Trên hình 10.15 giới thiệu một số phương pháp tạo hình của dập tấm

2 Dập Nguội:

Dập nguội là một trong các phương pháp thuộc nhóm gia công áp lực Đây là phương pháp biến dạng dẻo kim loại trong khuôn Dưới tác dụng của ngoại lực, phôi ở dạng tấm tạo thành sản phẩm có hình dạng, kích thước theo yêu cầu Quá trình này được tiến hành

ở trạng thái nguội Vật liệu thường dùng là vật liệu dẻo như thép cacbon thấp, thép hợp kim, kim loại và hợp kim màu

Máy dập nguội

Có rất nhiều hình thức dập nguội: đột dập, dập vuốt, dập sâu, khuôn kéo, chuốt sợi.Phương pháp dập nguội mang đến cho cuộc sống hằng ngày rất nhiều sản phẩm đa dạngnhư chậu rửa mặt, nồi, chảo, đồ dùng y tế, bình xăng, ống bô xe máy,

Ưu nhược điểm của phương pháp dập nguội

Ưu điểm

 Phương pháp dập nguội nhanh hơn đa số các phương pháp dập khác

 Nếu sản phẩm cần phải thực hiện các quy trình như vẽ hoặc gấp mép, bạn phải sửdụng dập nguội Nó có thể chế tạo được những chi tiết lắp lẫn với độ chính xáccao mà không cần gia công cơ sau đó

 Bạn có thể sử dụng khá linh hoạt các nguyên liệu trong dập nguội

 Phương pháp này có thể sản xuất được những sản phẩm có độ chính xác cao nhưthép I, E trong máy biến thế roto động cơ điện

 Năng suất cao, dễ cơ khí hóa, tự động hóa

 Hao phí vật liệu ít

 Khuôn dập nguội sử dụng lâu hơn so với khuôn dập nóng

 Không cần có công nhân trình độ cao

 Sản lượng lớn, giá thành hạ

Nhược điểm

 Cần công suất lớn hơn yêu cầu

Có thể tồn tại ứng xuất dư