đề cương ôn thi lý thuyết chế tạo phôi

bao gồm những câu hỏi ôn tập thi chế tạo phôi 1. Khái niệm, đặc điểm, phân loại quá trình sản xuất đúc Khái niệm: đúc là phương pháp chế tạo phôi bằng nấu chảy kim loại hoặc hợp kim, sau đó rót vào lòng khuôn có hình dáng, 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. 2. Trình bày yêu cầu khi thiết kế phôi đúc 3. Nêu cơ sở xác định mặt phân khuôn 4. Trình bày khái niệm, đặc điểm, phạm vi ứng dụng các phương pháp đúc đặc biệt 5. Khái niệm, đặc điểm, phân loại các phương pháp gia công kim loại bằng áp lực 6. Trình bày các nguyên công của rèn tự do. Vẽ hình minh họa 7. Trình bày khái niệm, đặc điểm, các phương pháp dập thể tích 8. Trình bày khái niệm, đặc điểm, phân loại quá trình chế tạo phôi bằng phương pháp hàn 9. Trình bày khái niệm, phân loại lượng dư, ý nghĩa của việc xác định lượng dư

Chế Tạo Phôi

Câu 1 :Khái niệm , đặc điểm , phân loại quá trình sản xuất đúc

Câu 2: Trình bày các yêu cầu khi thiết kế phôi đúc

Câu 3 : Nêu cơ sở xác định mặt phân khuân

Câu 4: Trình Bày Khái niệm , Đặc điểm , phạm vi ứng dụng các phương pháp đúc đặc biệt

Câu 5 :Khái Niệm ,Đặc điểm ,phân loại các phương pháp gia công kim loại bằng áp lực Câu 6:Trình bày các nguyên công cơ bản của rèn tự do , Vẽ hình minh họa

Câu 7 : Trình bày khái niệm , đặc điểm các phương pháp dập thể tích

Câu 8: Trình bày khái niệm , đặc điểm phân loại quá trình chế tạo phôi bằng phương pháp hàn

Câu 9 :Trình bày khái niệm ,phân loại lượng dư , ý nghĩa việc xác định lượng dư

Câu 1 :Khái niệm , đặc điểm , phân loại quá trình sản xuất đúc

-Đúc là phương pháp chế tạo phôi bằng cách nấu chảy kim loại hoặc hợp kim, sau đó rót vào lòng khuôn có hình dáng, 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

- Vật đúc ra có thể đem dùng ngay gọi là chi tiết đúc Nếu vật đúc tiếp tục đưa qua gia công cơ khí để nâng cao độ chính xác hình dáng, kích thước và độ bóng bề mặt gọi là phôi đúc

-Đặc điểm quá trình sản xuất đúc

Ưu điểm:

+ Có thể đúc được tất cả các kim loại và hợp kim của chúng (thường là gang, thép, kim loại màu) với khối lượng từ vài gam đến hàng trăm tấn

+ Chế tạo được những vật đúc có hình dạng, kết cấu phức tạp như thân máy, vỏ động cơ điện, máy phát điện, mà các phương pháp chế tạo khác gặp khó khăn hoặc không thể chế tạo được

+ Có thể đúc nhiều kim loại khác nhau trong một vật đúc

+ Có khả năng cơ khí hóa, tự động hóa

+ Giá thành chế tạo rẻ, tính chất sản xuất linh hoạt, năng suất cao

-Phôi chế tạo bằng phương pháp đúc

Nhược điểm:

- Độ chính xác, độ bóng bề mặt vật đúc còn thấp

- Có nhiều khuyết tật như rỗ co, rỗ khí, rỗ xỉ, nứt,… làm tỷ lệ phế phẩm khá cao

- Tốn kim loại cho hệ thống rót

- Kiểm tra khuyết tật bên trong vật đúc đỏi hỏi thiết bị hiện đại

2.1.3 Phân loại các phương pháp đúc

Công nghệ đúc có thể phân loại theo các cách sau:

Theo loại khuôn:

- Đúc trong khuôn cát;

- Đúc trong khuôn kim loại

Theo loại mẫu làm khuôn;

Theo dạng sản xuất;

Theo bản chất công nghệ;

Công nghệ làm khuôn gồm các nguyên công cơ bản sau:

- Đầm chặt hỗn hợp

- Rút mẫu

- Làm lõi và lắp ráp lõi

- Lắp khuân

-Công nghệ làm khuôn càng đơn giản, chất lượng vật đúc càng cao

Câu 2: Trình bày các yêu cầu khi thiết kế phôi đúc

Thiết kế phôi đúc phù hợp với công nghệ làm khuôn

Kết cấu phải đảm bảo chọn hướng rút mẫu dễ dàng, hoặc phân bố trong một lòng khuôn,

hoặc không phải làm mẫu rời

Kết cấu vật đúc có số lượng lõi càng ít càng tốt, đảm bảo dễ định vị khi lắp ráp và dễ phá

lõi khi dỡ khuôn, làm sạch

Kết cấu vật đúc có các mặt bích hoặc phần nhô nên thiết kế có cùng độ cao và nối liền lại

nếu chúng ở gần nhau để dễ làm khuôn (tránh phải làm mẫu rời)

Thiết kế phôi đúc phù hợp với công nghệ gia công cơ khí và lắp ráp

Hầu hết các vật đúc đều phải qua gia công cắt gọt Để thuận tiện cho quá trình cắt gọt, kết cấu vật đúc phải thỏa mãn các đặc điểm sau

Đảm bảo gá lắp trên máy và đồ gá thuận tiện, chắc chắn và chính xác

Kết cấu không gây cản trở quá trình cắt gọt, đảm bảo dụng cụ cắt vươn tới bề mặt cần gia

công.Trên những mặt phẳng hoặc mặt cong, nếu chỉ cần gia công một phần thì phần đó phải nhô cao hơn một phần bằng lượng dư gia công

Tạo những bề mặt vuông góc với tâm lỗ khoan để đảm bảo khoan lỗ chính xác

Thiết kế phôi đúc phù hợp với tính đúc của hợp kim đúc

Kết cấu chống xuất hiện rỗ co: nơi xuất hiện rỗ co là nơi tập trung kim loại nhiều hơn

xung quanh nó cần thiết

Kết cấu chống xuất hiện ứng suất dư: us dư sinh ra do nguội không đều ở các phần trong

vật đúc, kết cấu có độ co chiều dài lớn

Câu 3 : Nêu cơ sở xác định mặt phân khuân

-Chọn mặt phân khuôn dựa vào công nghệ làm khuôn

 Chọn mặt phân khuôn qua tiết diện có diện tích lớn nhất

Những kết cấu có lòng khuôn phân bố ở cả khuôn trên và khuôn dưới, nên chọn lòng

khuôn trên nông hơn sẽ dễ làm khuôn, dễ lắp khuôn

Mặt phân khuôn nên chọn mặt phẳng tránh các mặt bậc hay mặt cong

-Chọn mặt phân khuôn dựa vào độ chính xác lòng khuôn

Lòng khuôn tốt nhất chỉ phân bố trong một hòm khuôn Những vật đúc có nhiều tiết diện khác nhau nếu yêu cầu độ đồng tâm có thể dùng thêm phần phụ để đặt toàn bộ vật đúc trong một hòm khuôn

Những vật đúc có lõi nên bố trí sao cho lõi thẳng đứng sẽ dễ định vị lõi chính xác, tránh

tác dụng lực của kim loại lỏng làm lõi biến dạng

Số lượng mặt phân khuôn càng ít càng đảm bảo chính xác.Nếu có nhiều mặt phân khuôn

thì nên cho toàn bộ vật đúc ở khuôn giữa

Không đặt mặt phân khuôn qua chỗ có tiết diện thay đổi vì rất khó phát hiện sai lệch tâm

giữa các bề mặt, khó gia công cắt gọt

Chọn mặt phân khuôn đảm bảo chất lượng hợp kim đúc

Những bề mặt quan trọng cần chất lượng cao phải bố trí ở dưới hoặc hai bên vì bề mặt

trên nguội sau nên có chứa nhiều tạp chất

Chọn mặt phân khuôn sao cho hướng kết tinh từ xa chuyển dần về chân đậu ngót hoặc hệ

thống rót Nói cách khác là nên đặt các phần thành mỏng xuống dưới, hệ thống rót và đậu ngót đặt ở phần tập trung kim loại nhiều nhất

Chọn mặt phân khuôn tính đến vị trí đặt hệ thống rót để đảm bảo kim loại lỏng điền đầy

nhanh, không tạo dòng chảy rối làm hỏng khuôn (sát ngang mặt phân khuôn)

Câu 4: Trình Bày Khái niệm , Đặc điểm , phạm vi ứng dụng các phương pháp đúc đặc biệt

2.1.3 Phân loại các phương pháp đúc

- Đúc trong khuôn cát:

Vật liệu làm khuôn là cát tươi, có độ bền kém, độ chính xác kích thước và độ bóng thấp

Có thể đúc được những vật phức tạp, kích thước lớn mà các phương pháp đúc khác

không đúc được Do đó, đúc trong khuôn cát hiện nay vẫn được sử dụng phổ biến

- 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

Đúc ly tâm:

Đúc ly tâm là điền đầy hợp kim lỏng vào khuôn quay Nhờ lực ly tâm sinh ra khi quay sẽ làm hợp kim lỏng phân bố lên thành khuôn và đông đặc tại đó

Đúc ly tâm:

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

Nhược điểm:

• Có hiện tượng thiên tích vùng theo diện tích ngang của vật đúc, do mỗi phần tử có khối lượng khác nhau chịu lực ly tâm khác nhau;

• Khi đúc ống, đường kính lỗ kém chính xác và có chất lượng bề mặt kém;

Đúc áp lực:

Khi hợp kim lỏng được điền đầu vào lòng khuôn dưới áp lực nhất định thì gọi là đúc áp lực Tùy theo yêu cầu, áp lực có thể nhỏ bằng cách hút chân không lòng khuôn gọi là đúc

áp lực

thấp hoặc áp lực lớn tạo ra bởi píttông gọi là đúc áp lực cao

Ưu điểm:

• Đúc được vật đúc phức tạp, thành mỏng (1.5mm) đúc được

các loại lỗ có kích thước nhỏ;

• Độ bóng và độ chính xác cao;

• Cơ tính vật đúc cao nhờ mật độ vật đúc lớn;

• Năng suất cao nhờ điền đầy nhanh và khả năng cơ khí hóa

thuận lợi

Nhược điểm:

• Không dùng được thao cát vì dòng chảy có áp lực Do đó hình

dạng lỗ hoặc mặt trong phải đơn giản;

• Khuôn chóng bị mài mòn do dòng chảy có áp lực của hợp kim

ở nhiệt độ cao

Đúc liên tục:

• Đúc liên tục là một quá trình rót liên tục hợp kim lỏng vào khuôn kim loại có hệ thống làm nguội tuần hoàn và lấy vật đúc ra liên tục

• Khi ngắt quãng quá trình rót và lấy vật đúc thì gọi là đúc bán liên tục Trong sản xuất, đúc bán liên tục là dạng phổ biến để chế tạo ra các sản phẩm dạng thanh hoặc ống có tiết diện không đổi

Đúc trong khuôn mẫu chảy:

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

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 người 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…

Câu 5 :Khái Niệm ,Đặc điểm ,phân loại các phương pháp gia công kim loại bằng áp lực Gia công kim loại bằng áp lực là dựa vào tính dẻo của kim loại, dùng ngoại lực của thiết

bị làm cho kim loại biến dạng ở thể rắn Sau khi gia công ta thu được sp có hính dạng và kích thước yêu cầu KL vẫn giữ được tính nguyên vẹn, không bị phá hủy

Ưu điểm:

+ Gia công KL bằng áp lực là phương pháp gia công không phoi,

ít hao tổn KL, có năng suất cao;

+ Làm biến dạng kim loại ở thể rắn nên độ mịn chặt của KL tăng,

cơ tính KL tăng

+ Có thể khử được các khuyết tật của đúc như rỗ khí, rỗ co

+ Có thể biến tổ chức hạt thành tổ chức thớ, có thể tạo nên các

thớ uốn, xoắn khác nhau => cơ tính tăng

+ Độ chính xác cao hơn đúc và tùy thuộc vào phương pháp gia

công, một số sản phẩm không cần qua gia công cơ khí;

VD: Dập bình xăng xe máy => đưa vào sử dụng ngay

+ Xô lệch mạng tinh thể => bề mặt biến cứng => độ cứng và độ

bền tăng

+ Dễ cơ khí hóa và tự động hóa

Nhược điểm: Trang bị máy móc, thiết bị đắt tiền

Câu 8: Trình bày khái niệm , đặc điểm phân loại quá trình chế tạo phôi bằng phương pháp hàn

Hàn là phương pháp công nghệ nối các chi tiết bằng KL với nhau bằng cách nung nóng chỗ nối đến trạng thái hàn (chảy hoặc dẻo) Sau đó KL hóa rắn hoặc kết hợp với lực ép, chỗ nối tạo thành mối liên kết bền vững gọi là mối hàn

+ Hàn (welding)

+ Vật hàn (weldment): là các phần tử KL được nối với nhau bằng hàn

+ KL cơ bản (base metal): là KL hoặc hợp kim của phần tử hàn (vật hàn)

+ Liên kết hàn: là liên kết liền khối được tạo ra bằng phương pháp hàn bao gồm mối hàn

và vùng ảnh hưởng nhiệt

+ Đường hàn (bead): là một phần của liên kết hàn được hình thành nhờ sự kết tinh của KL lỏng trong bể hàn

+ Mối hàn (weld): là một phần của liên kết hàn được tạo ra bằng cách nung nóng cục bộ các KL đến nhiệt độ cần hàn, có sử dụng hoặc không sử dụng áp lực và có hoặc không sử dụng KL phụ Trong hàn nóng chảy, mối hàn có thể là tập hợp của một hoặc nhiều đường hàn

Ưu điểm:

+ Tiết kiệm KL so với các phương pháp khác;

So với tán rive, ghép bu long: 10 đến 25%

So với Đúc: ~ 50%

+ Hàn được nhiều vật liệu khác nhau:

KL đen – KL đen

KL – Vật liệu phi kim,…

+ Chế tạo được các kết cấu phức tạp mà các phương pháp khác

không thực hiện được

+ Độ bền mối hàn cao, mối hàn kín

Nhược điểm:

+ Tồn tại ứng suất dư, vật hàn dễ bị cong vênh, biến dạng

+ Chịu tải trọng va đập kém

Câu 6:Trình bày các nguyên công cơ bản của rèn tự do , Vẽ hình minh họa

Rèn tự do là làm biến dạng KL tự do dưới tác dụng của ngoại lực do người hoặc thiết bị

tạo ra\

Các nguyên công cơ bản khi rèn tự do

Chồn

Chồn là nguyên công giảm chiều cao Ho => h, tăng đường kính d =>Do

Mục đích

Tạo phôi có đường kính lớn từ phôi có

đường kính nhỏ

Tạo thớ KL: thớ uốn => tăng cơ tính cho sp

Giảm chiều sâu ở những phôi có đột lỗ

Tạo các sản phẩm có dạng mũ: Bu long

Có 3 kiểu chồn: Chồn toàn phần, chồn đầu chồn giữa

Vuốt

Vuốt là nguyên công làm tăng chiều dài và giảm tiết diện ngang của phôi

Mục đích

Giảm tiết diện ngang B0.h => B*.H; tăng chiều dài phôi L0 => L

Đặc điểm

Trạng thái US phức tạp => biến dạng theo quy luật trở lực bé nhất (b/d

dài & b/d ngang)

Vuốt làm giảm chiều cao tiết diện ngang phần vuốt, tăng chiều dài và rộng không đều

nhau

Có các lực P, N, Fms làm b/d không đều => tạo dạng tăng trống

Mục đích

Để thay đổi hướng đường tâm tạo ra hình mong muốn Khi uốn mặt ngoài KL dễ bị nứt

do các phần tử bị kéo Mặt trong dễ bị các nếp nhăn

Tăng cơ tính

Đột lỗ

Mục đích

Để tạo lỗ trên sản phẩm

Đột lỗ không thông

Đột lỗ thông

1 Búa, 2 Chày đột, 3 Phoio, 4 Miếng KL thừa; 5 Cối đột; 6 α Góc thoát phế liệu

Dịch trượt

Mục đích

Để tạo các đoạn khuỷu của trục khuỷu

XOẮN Hàn rèn

Mục đích

Để nối các chi tiết lại với nhau bằng phương pháp rèn

Câu 7 : Trình bày khái niệm , đặc điểm các phương pháp dập thể tích

Khái niệm

Là quá trình GCAL làm biến dạng KL (nung nóng) hạn chế trong 1 lòng khuôn

-Đặc điểm

Tính dẻo KL cao, bd triệt để và chất lượng cao

Biến dạng trong lòng khuôn -> độ c/x, độ bóng bề mặt cao Độ c/x có

thể đạt được ± (0,1 ÷ 0,05), độ nhám có thể đạt đến cấp 4

Có khả năng chế tạo được các chi tiết phức tạp

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

B/d trong long khuôn -> đòi hỏi lực lớn, công suất thiết bị lớn, máy có độ cứng vững cao,

chuyển động êm và chính xác

Dùng để g/c các chi tiết nhỏ, trung bình Khó g/c các chi tiết lớn cồng kềnh

VD: Để g/c bánh răng, tay biên, cần gạt máy công cụ

Nhược điểm:

Giá thành chế tạo khuôn cao, khuôn chóng mòn Vì vậy phương

pháp rèn khuôn chỉ thích hợp sản xuất hàng loạt hoặc hàng khối

Để chọn phương pháp rèn hợp lý, ta có thể kiểm tra công thức

Nếu N > No: rèn khuôn hợp lý

N < No: rèn khuôn không kinh tế, nên chuyển rèn khuôn đơn giản hoặc tự do Phân loại

Dập thể tích trong khuôn hở:

Là quá trình dập mà lực t/d thẳng góc với mặt phân khuôn Hai nửa khuôn luôn hở

nhau, chỉ khép kín khi quá trình dập kết thúc

Đặc điểm:

• Có rãnh ba via để chứa KL thừa Sau khi g/c phải có nguyên

công cắt bavia -> KL bị cắt đứt thớ -> Chất lượng không

được tốt

• Có một phần KL bd tự do ra rãnh bavia -> US bên trong

không hoàn toàn nén khối -> tính dẻo không cao, bd không

triệt để -> chất lượng chưa cao

• Rất tốn lực và công bd

• Chế tạo khuôn đơn giản, độ c/x theo chiều cao tốt hơn chiều ngang

• Thích hợp g/c các vật nhỏ, trung bình, kết cấu đơn giản

Dập thể tích trong khuôn kín:

Là quá trình dập mà lực t/d vuông góc với mặt phân

khuôn Hai nửa khuôn ép kín với nhau

• Trạng thái US là nén khối => tính dẻo cao, bd triệt để

=> chất lượng cao

• Không có rãnh ba via

• Đỡ tốn lực và công biến dạng so với khuôn hở

• Cho độ c/x, độ bóng theo chiều ngang vật dập tốt hơn theo chiều cao Thích hợp gia công các vật nhỏ, trung bình và phức tạp

Ép chảy:

Là một phương pháp đặc biệt của dập thể tích Trong đó phôi được biến dạng dẻo và hình

thành sản phẩm liên tục trong bộ khuôn lai (vừa hở, vừa kín) và không có mặt phân khuôn Đặc điểm:

• Tạo phôi hoặc chi tiết dạng thanh, càng hoặc đĩa có hình dạng, kích thước giống tiết diện

khuôn ép => tính dẻo cao, bd triệt để => chất lượng cao

• Phôi để ép yêu cầu độ chính xác không cao

Câu 9 :Trình bày khái niệm ,phân loại lượng dư , ý nghĩa việc xác định lượng dư

Lượng dư gia công là lớp kim loại được bóc đi trong quá trình gia công cắt gọt các sản phẩm cơ khí

VD: Khi cần gia công trục đạt kích thước đường kính Φ30 từ phôi có đường kính Φ35

trên máy tiện Lớp kim loại cần hớt đi là 5mm Lớp kim loại cần bóc đi này được gọi là lượng dư gia công

Phân loại

Để hoàn thành một bề mặt phải trải qua nhiều bước gia công nên có hai khái niệm quan trọng là: Lượng dư trung gian và lượng dư tổng cộng

Lượng dư trung gian (ký hiệu là Zb): là lớp kim loại được hớt đi ở mỗi bước công nghệ

hoặc mỗi nguyên công

Lượng dư tổng cộng (ký hiệu là Z0): là toàn bộ lớp kim loại được hớt đi trong quá trình

gia công qua tất cả các nguyên công hay bước công nghệ Quan hệ giữa Z0 và Zb là: