Đề cương môn học gia công không phoi

- Cố định lõi ở trong khuônCâu 2: Trình bày các loại vật liệu dùng làm khuôn và lõi khi đúc trong khuôn cát, vai trò chính của từng loại khi sử dụng làm khuôn và lõi I: Vật liệu làm kh

ĐỀ CƯƠNG MÔN HỌC GIA CÔNG KHÔNG PHOI

Chương 1 Câu 1: Trình bày sơ lược về các bộ phận cơ bản của một khuôn đúc và nhiệm vụ của từng bộ phận?

Các bộ phận cơ bản của khuôn cát:

1: Hốc khuôn

- Chứa kim loại lỏng

9 + 13: Hòm khuôn trên và dưới

- Tạo ra nửa khuôn trên và dưới

10+14: Nửa khuôn trên và dưới

- Cố định lõi ở trong khuôn

Câu 2: Trình bày các loại vật liệu dùng làm

khuôn và lõi khi đúc trong khuôn cát, vai trò chính của từng loại khi sử dụng làm khuôn và lõi

I: Vật liệu làm khuôn

1: VL hạt

- Yêu cầu: phải chịu nhiệt, độ giãn nở của nhiệt nhỏ, không phản ứng hóa học với KL

lỏng, không độc hại với môi trường và con người, rẻ, dễ kiếm, dùng đc nhiều lần

+ Cát nửa béo: 10-20 %

+ Cát gầy: <10%

-Ưu điểm: rẻ, dễ kiếm, dùng đc nhiều lần

- Nhược điểm: độ trưng nở vì nhiệt lớn, độ bền hạt cát không cao, dễ vỡ, gây bụi

II: Vật liệu dính kết

-Yêu cầu:

+ độ chịu nhiệt cao, trơ với KL lỏng

+ độ tạo khí phải thấp

+ độ bền riêng phải cao

+ hủy bền cực đại ( độ bền sau khi rót khuôn là thấp nhất )

+ phải có tính chảy đủ lớn để dễ làm khuôn

+ rẻ tiền, dễ kiếm, không độc hại với môi

trường và con người

-Phân loại:

+ Chất dính vô cơ:

- Đất sét: nAl2O3, mAl2O3 kH2O Rẻ, dùng đc nhiều lần, ít độc, độ bền thấp, bụi, độ trưng

Câu 4: Phương pháp làm khuôn trên hai hòm Làm chi tiết vừa và nhỏ

Hòm khuôn trên

Đặt hòm khuôn trên lên hòm khuôn dưới và rắc lớp bột cách, đặt hệ thống rót, rắc lớp cát áo, đổ lớp lớp cát đệm

và đầm chặt lần thứ nhất, đổ thêm cát đệm và đầm chặt lần thứ 2 Gạt phẳng, xăm lỗ thoát hơi, nâng hòm khuôn trên, khoét máng dẫn, quét nước quanh mẫu, rút mẫu ra,sửa lại lòng khuôn lắp ghép hai nửa khuôn

Câu 5: Phương pháp làm khuôn trên máy dằn

Gắn mẫu (2) lên bàn máy (1), úp ngược hòm khuôn (3) lên bàn máy, đổ đầy hỗn hợp làm khuôn vào hòm khuôn

và đầm sơ bộ, mở khí theo đường (4) vào xilanh (6) để đẩy bàn máy đi lên, khi gặp đuogừ khí ra (5) cắt đường khí vào (4) bàn máy rơi tự do va chạm với thành xilanh (6) thực hiện quá trình dằn, làm lại 3-4 lần

Câu 6: Phương pháp làm khuôn trên máy ép

Gắn mẫu (2) lên bàn máy (1), úp ngược hòm khuôn chínhlên bàn máy, gắn hòm khuôn phụ lên hòm khuôn chính,

đổ đầy hỗn hợp làm khuôn vào hòm khuôn chính và phụ,đàm sợ bộ, quay xà ngang (6) đến vị trí làm việc, mở khí theo đường (7) vào xilanh (9) để đẩy bàn máy đi lên, thựchiện hành trình ép, kết thúc hành trình ép tắt khí đường (7)

So sánh + độ đầm chặt: làm khuôn trên máy dằn hơn

+ năng suất: làm khuôn trên máy ép hơn

+ điều kiện lao động: làm khuuon trên máy dằn hơn

Câu 7: Khái niệm, ưu nhược điểm, phạm vi ứng dụng của đúc trong khuôn kim loại?

a) Khái niệm: Đúc trong khuôn kim loại là khuôn đúc được

chế tạo bằng kim loại

b) Đặc điểm:

- Ưu điểm:

+ Tốc đô kết tinh của kim loại lớn do truyền nhiệt

không cao nên cơ tính vật đúc tốt

+ Bóng bề mặt cao, chính xác kích thước cao nên tạo

+ Sử dụng nhiều trong sản xuất hàng loạt.

+ Thích hợp với vật đúc đơn giản, nhỏ hoặc trung bình

Câu 8: Khái niệm, ưu nhược điểm, phạm vi ứng dụng của đúc áp lực?

a) Khái niệm: Đúc áp lực là kim loại lỏng điền đầy lòng

khuôn khi đúc dưới một áp lực nhất định( P không thay đổi

đến khi kim loại hóa rắn)

b) Đặc điểm:

- Ưu điểm:

+ Khuôn chóng bị mài mòn(Dòng chảy do áp lực

của hợp kim ở nhiệt độ cao)

c) Phạm vi ứng dụng: Ít được áp dụng

Câu 9: Các dạng khuyết tật của sản phẩm đúc?

hụt, lệch, bavia, lồi, vênh, sứt, sai kích

thước,…

- Khuyết tật mặt ngoài: Cháy cát, khớp, lõm, via, giọthạt, vẩy, xước…

- Nứt: Nứt nóng, nứt nguội

- Những lỗ hỏng trong vật đúc: Rỗ khí, rỗ co…

- Lẫn tạp chất: Rỗ xỉ, rỗ cát, lẫn tạp chất phi kim, rỗ hạt,

- Sai tổ chức: Sai cỡ hạt, biến trắng, thiên tích, sai cấu trúc,…

- Sai lệch về thành phần hóa học: Sai lệch về thành phần hóa học, sai lệch về cơ tính, sai lệch về lý

a, Nguyên nhân:

+ Kim loại lỏng thoát ra do lượng kim loại không đủ

+ Độ chảy loãng thấp, nhiệt độ rót thấp, ráp không kín, kẹp chặt hay thiếu lực.

+ Hệ thống thoát khí không đạt yêu cầu tạo áp lực

trong khuôn làm kim loại không điền đầy được

+ Kích thước hệ thống rót nhỏ

+ Thành vật đúc lỏng

b, Khắc phục: Tính toán lượng kim loại chính xác, hệ

thống rót hợp lý, nấu chảy kim loại ở nhiệt độ thích hợp, kẹp khuôn tạo độ thoát khí tốt

● Khuyết tật lệch: Là sự xê dịch tương đối giữa các phần của vật đúc

a, Nguyên nhận: Có thể do đặt mẫu sai, định vị mẫu

không tốt, ráp khuôn thiếu chính xác và kẹp khuôn

+ Lực kẹp không đủ.

+ Nắp ráp kém chính xác

+ Khuôn ăn khớp kém

b, Khắc phục: Cắt mài phần kim loại thừa.

● Khuyết tật lồi: Là phần nhô lên trên vật đúc.

a, Nguyên nhân:

+ Đầm chặt kém, không đều

+ Áp suất của kim loại lên phần đầm yếu

b, Khắc phục: Khi làm nguội đầm chặt, đều khuôn

● Khuyết tật cong vênh: Là sự tháy đổi hình dạng, kích thước vật đúc.

a, Nguyên nhân:

+ Kết cấu vật đúc không hợp lý

+ Vật đúc không đảm bảo độ cứng vững

+ Do mẫu bị cong vênh

+ Công nghệ rót, làm nguội không hợp lý

+ Do ứng suất bên trong vật đúc kết tinh.

b, Khắc phục: Thiết kế chọ hình dạng, vật liệu, công

+ Nhóm sai lệnh này do kích thước khuôn mẫu,

hộp lõi kích thước, hộp lõi thiết kế sai Lắp ráp và kiểm tra khuôn cẩn thận

 Nhóm 2: Khuyết tật trên bề mặt sản phẩm đúc kim loại

● Khuyết tật cháy cát: Do vật lệu khuôn bị cháy dưới

tác dụng của nhiệt độ rót bám dính lên bề mặt vật đúc làm giảm trạng thái bề mặt

a, Nguyên nhân:

+ Độ bền nhiệt của hỗn hợp kém, nhiều tạp chất.

+ Nhiệt độ rót quá cao

+ Hệ thống rót thiếu hợp lý để kim loại tập chung cục

bộ làm cháy hỗn hợp

+ Lớp sơn khuôn không đảm bảo

b, Khắc phục: Điều chỉnh lại nhiệt độ và bố trí hệ thống

rót hợp lý

● Khuyết tật đường hàn: Là hiện tượng khuôn liên tục

trên bề mặt vật đúc.Do sự tiếp giáp các dòng chảy của kim loại

b, Khắc phục: Pha trộn nguyên liệu làm khuôn có độ

kết dính tốt, nén chặt khuôn nhưng vẫn cần đảm bảo thoát khí

 Nhóm 3: Khuyết tật nứt trong đúc kim loại

● Nứt: Là khuyết tật tương đối phổn biến và nguy hiểm đối với vật đúc.

- Nguyên nhân:

+ Chủ yếu do ứng suất bên trong

+ Do có giọt không đều giữa các vùng không đều giữa các vùng khác nhau trong vật đúc cả khi kết tinh và làm

nguội theo nhiệt độc có nứt nóng và nứt nguội.

● Nứt nóng: Sinh ra ở nhiệt độ cao do đó bên mặt vế nứt bị oxy hóa làm cho bề mặt không sạch Loại nứt này sinh ra khi kết tinh.

Nguyện nhân: Do kim loại bị kìm hãm bởi đọ lún vủa

khuôn và lõi kém Những kim loại có độ kéo dài nhỏ ít

+ Về công nghệ: Bảo đảm độ lún của khuôn lõi, bố trí

hệ thống rót thích hợp Xương lõi khuôn đặt sát bề mặtlàm giảm tính lún

 Nhóm 4: Lỗ hổng trong vật đúc.

● Hiện tượng rỗ khí: Trong vật đúc tồn tại những

không gian dạng cầu nhẵn chứa khí có áp suất với kích thước khác nhau đó là rỗ khí Rỗ khí làm mất khả năng liên tục của kim loại, làm giảm độ bền, độ dẻo của vật đúc

+ Hệ thống rót không hợp lý

b, Khắc phục: Chọn vật lệu làm khuôn chịu nhiệt tốt, ít

tạp chất, sơn khuôn, kim loại nấu ở nhiệt độ khong quácao

● Hiện tượng lõm: là những lỗ có hình dạng và kích

thước khác nhau làm giảm chiều dày vật đúc.

a, Nguyên nhân: Do không không khí không thoát

được, bị dồn nén phân bố và phân tán trong kim loại cho tới khi áp suất khí bằng áp suất kim loại

b, Biện pháp:”Giảm lượng khí sinh ra và rót kim loại

lỏng vào khuôn, ngăn ngừa không cho nguồn tạo khí tiếp xúc với kim loại lỏng khi rót

- Cần đảm bảo:

+ Vật liệu nấu sạch, khô

+ Rút ngắn thời gian nấu chảy, nhất là thời gian quá nhiệt

+ Khuôn và lõi cần thông khí tốt

+ Dặt đậu hơi đúng và hợp lý

+ Khử khí trước khi rót bằng cách thổi vào kim loại lỏngchất khí hòa tan có áp suất riêng nhỏ hơn

+ Tốt nhất nấu trong chân không.

● Hiện tượng rỗ co: Là những phần không gian nhỏ trong

vật đúc không điền đầy kim loại, không chứa khí, hình dạng và kích thước khác nhau và không nhẵn bóng như

rỗ khí Tùy theo tính chất hợp kim đúc và kết cấu vật đúc

mà rỗ co tập trung hay phân tán

a, Nguyên nhân:

+ Chủ yếu cho kết cấu không hợp lý

+ Bố trí hệ thống rót, đậu ngót không hợp lý lên

không đón được hướng đông đặc.

+ Thiết kế cại vật đúc.

+ Bố trí lại hệ thống rót đậu ngót

 Nhóm 5: Lẫn tạp chất.

● Hiện tượng lẫn tạp chất: Đó là những phần không

chứa kim loại mà chứa tạp chất như xỉ, cát hoặc các phikim

● Hiện tượng sai tổ chức: Nhóm này có tổ chức kim

loại, hình dạng và kích thước, số lượng hạt kim loại không đúng theo yêu cầu Những phần vật đúc thì

nguội nhanh thì hạt nhỏ, độ cứng lớn khó gia công cắt gọt

a, Nguyên nhân:

+ Tốc độ nguội không đều

+ Khống chế nguội không hợp lý sẽ gây ra thiên tích về thành phần hóa học và tổ chức trong kim loại

b, Khắc phục: Hiệu chỉnh việc làm nguội cho phù hợp

 Nhóm 7: Sai thành phần hóa học và cơ tính.

● Sai thành phần hóa học và cơ tính:

Câu 1: Thực chất, đặc điểm, phân loại của pp gia công kim loại bằng áp lực?

Câu 2:Mục đích của nung nóng,các hiện

tượng xảy ra khi nung nóng kim loại? Biện pháp khắc phục?

a) Mục đích:

- Nâng cao tính dẻo của kim loại

- Giảm khả năng chống biến dạng(dễ biến dang)

b) Các hiện tượng xảy ra khi nung nóng kim loại và các biện pháp khắc phục:

- Quá nhiệt: Nung qua nhiệt độ cho phép →tổ chức hạt to→giảm σb và dẻo của kim loại, khi gia công kim b và dẻo của kim loại, khi gia công kim loại sẽ bị nứt Khắc phụ bằng thay đổi khoảng nhiệt

độ nung

- Cháy:

+ Hiện tượng: Bốc cháy hoa cải.

+ Nguyên nhân: Nhiệt độ nung trên nhiệt độ quá nhiệt, tính giới hạn bị oxy hóa mãnh

liệt làm mất tính liên tục của kim loại, làm hỏng độ dẻo, độ bền của nó

+ Tác hại: kim loại bị cháy không sử dụng được

+ Tác hại: Hao tốn kim loại, khó khăn gia công, giảm chất lượng sản phẩm, mòn thiết

bị

+ Khắc phục các hiện tượng(Quá nhiệt, oxy hóa,

cháy): Xác định nhiệt độ và tốc độ

nung thích hợp cho từng loại kim loại Nung trong môi trường khí bảo vệ(Chống oxy

hóa)

- Thoái hóa cacbon:

+ Hiện tượng: Giảm %C ở lớp bề mặt kim loại

Câu 3: Trình bày khái quát các nguyên công

cơ bản trong rèn tự do?

Các nguyên công cơ bản trong rèn tự do bao gồm:a) Chồn: Là nguyên công làm cho mặt cắt của phôi lớnlên do thay đổi các kích thước khác(Chiều cao giảm)

- Chồn bao gồm:

+ Chồn toàn thể: toàn thể diện tích bề mặt cắt phôi tăng lên

+ Chồn đầu, chồn giữa: Chỉ cần đốt nóng phần chồn; phần chồn có mặt cắt lớn hơn

- Các dạng sai hỏng khi chồn:+ Khi ho/do < 2

2÷2,5 nếu lực đủ lớn, lực nhỏ, quá nhỏ.+ Khi ho/do+ Khi ho/do > 2,5 dễ bị hỏng.+ Bị lệch, nứt

b) Vuốt: Nguyên công này kéo dài phôi do việc làm giảm thể tích mặt cắt ngang nhỏ xuống.Vuốt bao

gồm:

+ Dát phẳng: Đập dẹp phôi bằng dụng cụ dát phẳng làm cho chiều rộng phôi lớn lên, chiều cao giảm

xuống

+ Dát rộng có cốt: Dùng trục gá để giảm chiều dầy, tăng đường kính phôi rỗng hìnhvòng, hình đai lến.+ Vuốt có cốt: làm tăng chiều dài phôi rỗng, giảm

đường kính ngoài và chiều dầy củaphôi xuống

c) Đột lỗ: Là làm cho phôi có lỗ thông hoặc không

thông

+ Dụng cụ đột lỗ: Búa, vòng đệm, mũi đột, chi tiết bị đột

+ Các phương pháp đột lỗ: Đột lỗ sâu; đột lỗ lớn

+ Các sai hỏng khi đột lỗ: lỗ xiên, lỗ lệch, lỗ có bavia

d) Chặt: Là nguyên công dùng để cắt phôi thành từng phần ở trong rèn Thực hiện ở trạng tháinguội hoặc ở trạng thái nóng Các phương pháp chặt:+ Chặt một phía.+ Chặt hai phía

e) Uốn: Là thay đổi hướng của trục và hướng của thớ vật rèn

+ Đặc điểm: Tại chỗ uốn tiết diện ngang bị thay đổi kích thước và bị biến hình.

+ Các phương pháp uốn: uốn ở trạng thái nguội hoặc nóng

+ Một số dụng cụ uốn: Gá uốn vạn năng, uốn ống; Gá uốn nguội (Con lăn quay; thanhkẹp; con lăn cố định; vít giữ; phôi; tây quay)…

f) Xoắn: Làm cho một phần của phôi liệu được vặn đi một góc nhất định so với phần khácquanh trục chung

Đặc điểm khi xoắn: Tại chỗ vặn cá tiết diện phôi quay tương đối với nhau một góc nào đó

g) Rèn nối: Là nối dính hai chi tiết lại với nhau hoặc nối lại phần kim loại thành một khối

Đặc điểm: Dùng khi chi tiết không thể rèn thành một khối nguyên được Phương pháp này chỉtốt với thép

có thành phần%C thấp < 0,3%

Các bước khi rèn nối:

+ Chuẩn bị đầu mối hàn

+ Nung nóng kim loại(12000÷13000C)

+ Rèn nối tạo mối hàn.

Câu 4: Thực chất, đặc điểm của của pp dập thể tích, điều kiện dập thể tích hợp lý?

a) Khai niệm: Dập thể tích là phương pháp gia công

áp lực kim loại được biến dạng trong lòngkhuôn

kín(khuôn rèn)

b) Đăc điểm:

- Ưu điểm:+ Độ chính xác, chất lượng vật rèn cao

+ Có khả năng chế tạo được các chi tiết phức tạp.+ Năng suất cao

+ Dễ cơ khí hóa và tự động hóa

- Nhược điểm:+ Giá thành chế tạo khuôn cao.+ Khuônchóng mòn

+ Chỉ thích hợp với dạng sản xuất hàng loạt, hàng khối

c) Điều kiện dập thể tích hợp lý là:

- Công thức xác định sản lượng sản phẩm rèn khuôn hợp lý:

Gkh /[(m1 + n1) – (m2 + n2) N0

+ N0: Số chi tiết hợp lý để rèn khuôn

+ Gkh: Tổng giá thành chế tạo

+ m1: Giá thành chi tiết hàn tự do

+ n1:Gia thành gia công cơ khí chi tiết rèn tự do

+ m2:Giá thành cũng của chi tiết ấy nếu rèn khuôn

+ n2:Giá thành gia công cơ khí chi tiết ấy khi rèn

khuôn

- Nếu gọi Nyc là số lượng chi tiết cần gia công khi Nyc

> N0 rèn khuôn là hợp lý; Nyc < N0 rènkhuôn không kinh tế, nên chuyển sang rèn khuôn đơn giản hoặc rèn tự do

Câu 5: Thực chất, đặc điểm của pp dập tấm?

a) Thực chất của dập tấm là phương pháp tạo sản phẩm từ vật liệu tấm băng phương pháp dập

Tấm có thể là bản hoặc băng cuộn Phương pháp chủ yếu thực hiện gia công ở trạng thái nguộicho nên còn gọi là phương pháp dập tấm nguội.

b) Đặc điểm:

- Ưu điểm:

+ Độ chính xác và chất lượng sản phẩm cao: tính lắp lẫn tăng; độ bền tăng; độ bóng sản

phẩm tăng

+ Khả năng cơ khí hóa và tự động hóa cao.+ Năng suất cao

- Nhược điểm:

+ Giá thành chế tạo khuôn cao

+ Khuôn phức tạp nên chỉ phù hợp với sản xuất hàng loạt

- Phạm vi ứng dụng:Dập tấm được dùng rộng rãi

trong tất cả các ngành công nghiệp nhất là

sản xuất oto, máy bay, tàu thủy, thiết bị điện, đồ

dùng dân dụng

Ví dụ:+Máy điện: Dập tấm chiếm 60÷70%.

+ Oto máy kéo 60÷95%

- Các nguyên công cắt: Cắt phôi; Cắt hình; Đột lỗ

- Một số nguyên công cắt trong dập tấm: Cắt trích; Cắt chia; Cắt mép; Cắt tinh

- Dụng cụ dùng để cắt hình và đột lỗ: Chày và cối cắt; Lưỡi dao định hình khép kín

- Xếp hình trong dập tấm: Để hệ số sử dụng vật liệu cao nhất.

b) Nhóm các nguyên công tạo hình:Gồm qua hai bước

từ phôi qua khuôn dập cho ra sản phẩm

Các nguyên công tạo hình:- Uốn: Biến phôi phẳng thành chi tiết cong.- Dập giãn:

+ Không mỏng thành: Biến phôi phẳng hoăc phôi rỗngthành chi tiết rỗng và khôngchủ định làm thay đổi chiều dày vật liệu

+ Có mỏng thành: Có chủ định làm thay đổi chiều dày vật liệu

- Lên vành(uốn vành): Tạo thành gờ theo đường bao ngoài hoặc đường bao trong của chi tiết,các đường bao có thể khép kín hoặc không khép kín

- Cuốn mép:Tạo thành gờ mép có dạng tròn đối với các chi tiết đã được dập vuốt

- Tạo hình: Thay đổi hình dáng của phôi đã được dập vuốt để nhận được chi tiết có tiết diệnngang thay đổi

- Tóp miệng: Giảm 1 phần tiết diện ngang của chi tiết

để nhận được tiết diện ngang có hingchai lọ

- Giãn rộng(nong): tăng tiết diện ngang ở 1 phần của chi tiết ống hoặc rỗng.

- Dập nổi: Tạo thành hình nổi lồi lõm trên mặt chi tiết,

có sự thay đổi chiều dày vật liệu

- Miết: Chế tạo các chi tiết tròn xoay mỏng được dùng

để thay thế phương pháp dập giãn, tópmiệng, uốn vành…

- Dập dấu: Tạo vết lõm trên bề mặt phôi để khoan các

lỗ có yêu cầu khoảng cách chính xác

c) Nhóm các nguyên công liên hợp:

- Dập phối hợp: Đồng thời thực hiện hai hay nhiều nguyên công khác nhau trong một bộ khuônsau một hành trình của máy với một làn đặt phôi

- Dập liên tục: Là dạng kết hợp hai hay nhiều nguyên công khác nhau trên một bộ khuôn trong

đó các nguyên công được thực hiện tuần tự liên tục sau một số hành trình của máy với sự dịchchuyển phôi liên tục theo bước của chày Sau một số hành trình của máy nhận được một chi tiếthoàn chỉnh