Thiết kế công nghệ đúc

1.2/ Chọn phương pháp đúc: a.Tính khối lượng vật đúc: Chi tiết là hộp số máy khoan như trong hình của bản vẽ chi tiết.. Với cách truyền thống thì vẫn tính toán được nhưng gặp phải chi t

Trang 1

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP VIỆT-HUNG

KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO

~~~ * ~~~

THUYẾT MINH BÀI TẬP MÔN HỌC

KỸ THUẬT CHẾ TẠO MÁY

THIẾT KẾ

CÔNG NGHỆ ĐÚC

*~~*~~*

Giáo viên hướng dẫn : PHAN CHÍ DƯỠNG Sinh viên thực hiện : NGUYỄN QUỐC BINH

Lớp : 31CĐCK1

*

Ngày giao đề : 10/04/2009 Ngày hoàn thành: 02/05/2009

Đề bài :

Thiết kế công nghệ Đúc

SỐ LIỆU BAN ĐẦU:

- Chi tiết : hộp số máy khoan

- Vật liệu : GX15-32

- Sản lượng : 600 chiếc

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

I BẢN VẼ

1.Bản vẽ hình chiếu trục đo ( khổ giấy A3 )

2 Bản vẽ thiết kế công nghệ đúc ( khổ giấy A3 )

3.Bản vẽ lồng phôi (khổ giấy A3)

Trang 2

4.Bản vẽ lõi và gối lõi (khổ giấy A4)

II THUYẾT MINH:

1 Phân tích công nghệ đúc của chi tiết, chọn phơng pháp đúc

2 Thiết kế vật đúc

3 Thiết kế hệ thống rót-đậu hơi- đậu ngót

4 Thiết kế mẫu, hộp lõi

5 Chọn vật liệu và hỗn hợp làm khuôn, lõi

6 Tính phối liệu

7 Thuyết minh chỉ dẫn khác

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN KÝ:

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay, các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi kỹ sư cơ khí và cán bộ kỹ thuật cơ khí được đào tạo ra phải có kiến thức sâu rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất, sửa chữa và sử dụng

Mục tiêu của môn học là tạo điều kiện cho người học nắm vững và vận dụng có hiệu quả các phương pháp thiết kế, xây dựng và quản lý các quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí về kỹ thuật sản xuất theo yêu cầu trong điều kiện và quy mô sản xuất cụ thể môn học còn truyền đạt những yêu cầu về chỉ tiêu công nghệ trong quá trình thiết kế các kết cấu cơ khí để ghóp phần nâng cao hiệu quả chế tạo chúng

Bài tập lớn môn học công nghệ chế tạo máy nằm trong chương trình đào tạo của ngành chế tạo máy thuộc khoa cơ khí và có vai trò hết sức quan trọng nhằm đào tạo cho sinh viên hiểu một cách sâu sắc về những vấn đề mà người kỹ sư và người cán bộ kỹ thuật gặp phải khi thiết kế một quy trình sản xuất chi tiết cơ khí

Được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo, đặc biệt là thầy giáo Phan Chí

Dưỡng đã giúp em hoàn thành bài tập lớn này

Trang 3

HÀ NỘI :02/05/2009 SINH VIÊN KÝ:

BINH

Nguyễn Quốc Binh

I – PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ ĐÚC CỦA CHI TIẾT , CHỌN PHƯƠNG PHÁP ĐÚC :

1.1/ Phân tích tính công nghệ đúc của chi tiết :

Dựa vào bản vẽ chi tiết th thấy chi tiết làm việc ở dnạg hộp Phần trên là 1 ống trụ tròn

khối hình hộp chữ nhật kích thước 173 x 168 x 19 khối hộp chữ nhật này được chống với

Hộp số máy khoan làm nhiệm vụ chứa đựng các cơ cấu bánh răng ăn khớp và trục vít

bánh vít của các trục máy khoan, là thành phần không thể thiếu trong cơ cấu tốc độ của máy khoan Trên hộp số có 1 số bề mặt đòi hỏi phải gia công với độ chính xác khác nhau và có những bề mặt không phảI gia công

công sau khi đúc như vậy sẽ đảm bảo tính chính xác của vật đúc

Bề mặt làm việc chủ yếu là các thành miệng lỗ rỗng , nơI để lắp côn bạc sau này nên trong quá trình đúc không cho phép có khuyết tật Do đó phảI bố trí mặt phân khuôn, đậu hơI, đậu ngót, hệ thông rót cho hợp lý

1.2/ Chọn phương pháp đúc:

a.Tính khối lượng vật đúc:

Chi tiết là hộp số máy khoan như trong hình của bản vẽ chi tiết Qua việc xem xét 3 hình chiếu, hình cắt của chi tiết Chúng ta có thể vẽ được ra hình chiếu 3 chiều của chi tiết nhờ vào sự trợ giúp của phần mềm Solidworks 2007

Chi tiết sẽ có hình chiếu 3 chiều như sau:

Trang 4

Hình chiếu 3 chiều được chính xác chúng ta đã tưởng tượng ra vật thể một cách nhanh chóng

và tiện lợi Ngoài ra, solidworks còn tính được khối lượng của chi tiết một cách tự động và chính xác Sau những phương thức xác định trong solidworks ta tính được khối lượng gang

xám cần thiết để đúc được chi tiết này là : m = 22,1 kg

Cộng thêm lượng dư gia công là 10% ta được : Mvd= 24,31 kg

Thể tích của chi tiết : V = 3,07 dm3

Trích nguyên văn trong solidworks 2007:

Mass properties of hop so may khoan 3d ( Part Configuration - Default )

Output coordinate System: default

Density = 0.00 kilograms per cubic millimeter

Mass = 22.09 kilograms

Volume = 3068581.24 cubic millimeters

Surface area = 405488.56 millimeters^2

Center of mass: ( millimeters )

X = 40.48

Y = 2.91

Z = -16.38

Trang 5

Principal axes of inertia and principal moments of inertia: ( kilograms * square millimeters ) Taken at the center of mass

Ix = (1.00, -0.03, 0.02) Px = 154570.12

Iz = (0.03, 1.00, -0.06) Pz = 246896.47

Moments of inertia: ( kilograms * square millimeters )

Taken at the center of mass and aligned with the output coordinate system

Moments of inertia: ( kilograms * square millimeters )

Taken at the output coordinate system User : NguyenQuocBinh.31cđck1

Ixx = 160792.17 Ixy = 37.30 Ixz = -13125.62

Iyx = 37.30 Iyy = 288876.09 Iyz = 348.53

Như vậy với việc ứng dụng khoa học kỹ thuật vào việc tính toán khối lượng vật đúc rất hiệu quả và nhanh chóng Với cách truyền thống thì vẫn tính toán được nhưng gặp phải chi tiết có hình dạng phức tạp thì không tính toán chính xác được, nhất là với việc sản xuất với số

lượng lớn thì việc tính toán càng chính xác bao nhiêu càng tốt, tiết kiệm vật liệu, đảm bảo tính kinh tế

Mặt khác khi ta vẽ khối thì thợ mộc mẫu mới hiểu hết và làm theo ý tưởng thiết kế mẫu và hòm thao của ta

b Chọn phương pháp đúc :

do chi tiết có kết cấu không phức tạp cấp chính xác của chi tiết là cấp chính xác III

số lượng chi tiết sản xuất là 600 nhiều bề mặt làm việc không cần chính xác cao nên ta chọn phương pháp đúc trong khuôn cát, khuôn tươI, làm khuôn bằng tay Những lỗ có đường kính

*/ sau khi đúc cấn ủ khử nội lực và

cần nguyên công làm sạch và cắt bavia

II THIẾT KẾ VẬT ĐÚC:

2.1/ Chọn mặt phân khuôn-phân mẫu:

Chọn mặt phân khuôn là mặt phẳng chia đôi Chi tiết làm hai nửa cân bằng đối xứng nhau Tại mặt phân khuôn có tiết diện là lớn nhất bằng cách làm mẫu gỗ bổ đôI theo hình vẽ

Trang 6

Một nửa vật đúc sẽ nằm ở nửa hòm khuôn trên một nửa vật đúc sẽ nằm ở khuôn dưới Chiều sâu của lòng khuôn là không lớn , lòng rộng giúp dễ điền đầy dung dịch lỏng khi rót vật liệu

2.2/ Xác định lượng dư gia công cơ khí và dung sai đúc:

Lượng dư gai công cơ là phần kim loại để dôI ra trên các bề mặt của vật đúc để sau khi gia công cắt bỏ lớp kim loại này sẽ nhận được chi tiết có độ chính xác kích thước và độ bóng bề mặt theo yêu cầu với điều kiện dạng sản xuất đơn chiếc, mẫu gỗ nên cấp chính xác của vâtj đúc đạt được là cấp III

Căn cứ vào cấp chính xác của vật đúc và vật liệu đúc là gang xám tra bảng B.6 ta được:

xuất đơn chiếc là:

- kích thước 168 mm có lượng dư là 1 mm

Căn cứ vào bảng B.7 ta xác định được lượng dư cho gia công cơ của vật đúc bằng gang xám với cấp chính xác III

- lượng dư cho gia công phía trên là 5,0 mm

- lượng dư cho gia công phía dưới là 4,0 mm

theo bảng B.9 ta xác định được lượng co chiều chiều dài của vật đúc bằng gang xám là : 1% theo bảng B.3 ta xác định được sai lệch cho phép đối với khoảng kích thước danh nghĩa là

Trang 7

2.3/ Xác định độ xiên thành bên của vật đúc:

Trong các thành bên của vật đúc có thành cạnh bên kích thước 168 mm là cần tìm độ xiên

vì thành này cần phảI gia công cơ khí sau khi đúc có chiều dày 19 mm, mẫu gỗ nên theo

2.4/ Xác định bán kính góc lượn:

được xác định theo công thức :

2 5

1 3

x











 ÷

=

Mà : R = r + b

Trong đó: R – bán kính góc lượn thành ngoài

r – bán kính góc lượn thành trong

a,b – chiều dày thành vật đúc

2

90 14 4

1

=

+

=

2.5/ Xác định lượng bù co:

Xác định lượng bù co được tra trong bảng B.9

- lượng bù co theo chiều dài của vật đúc bằng gang xám là 1%

2.6/ Thiết kế lõi và đầu gác lõi:

Vì mặt phân khuôn được bố trí nằm ngang dọc theo ống trụ vì vậy lõi nằm ngang, đầu gác lõi

sẽ đặt vào 2 bên thành khuôn để đảm bảo độ cứng vững

- Chiều dài của đầu gác lõi ruột nằm ngang được tra trong bảng B.16:

Trang 8

(lõi 1 và lõi 2 cùng chung trên một lõi) Chiều dài của đầu gác lõi thẳng đứng được tra trong bảng B.15:

L= 25 mm

dưới là 30 mm ( Vì đầu gác lõi dưới để định vị thao vào khuôn nên cần dài hơn ).

- khe hở giữa đầu gác và ổ gác phía dưới của khuôn tươi: không có khe hở

- khe hở giữa đầu gác và ổ gác phía trên của khuôn tươi: 1,5 mm

- bán kính góc lượn ở chân đầu gác : r = 5 mm

Độ nghiêng của đầu gác ở mẫu gỗ theo bảng B.17

1 = 1 30

α

Khe hở giữa đầu gác lõi và ổ gác lõi tra bảng B.18

- khe hở giữa đầu gác và ổ gác phía trên của khuôn tươi: 2 mm

1 = 1

α

- khe hở giữa đầu gác và ổ gác phía trên của khuôn tươi: 1,5 mm

Trang 9

III/ THIẾT KẾ HỆ THỐNG RÓT ĐẬU HƠI ĐẬU NGÓT:

3.1/ Chọn kiểu hệ thống rót, đậu hơi, đậu ngót và tính toán kích thước:

a Chọn kiểu hệ thống rót:

vì vật đúc thuộc loại nhỏ-trung bình do đó ta chọn kiểu hệ thống rót vào bên hông

Rót vào mặt C vì mặt đó có gia công sau này sẽ hết vết hoặc còn vết sẽ không vào phần quan trọng của chi tiết và hướng chảy của gang sẽ dồn hơi thuận ra khỏi khuôn

Theo bảng B.19 ta có : với khối lượng vật đúc là 22,1 kg

- chiều dài của rãnh dẫn là : 31,05 mm

- số lượng rãnh dẫn là : 2 rãnh dẫn ( vì chiều dày trung bình của thành là 17 mm)

2 rónh dẫn vỡ khi đó ống rút sẽ ở giữa 2 rónh dẫn chia đều nước gang ra 2 phớa

Diện tích 1 rãnh lọc xỉ :

Theo bảng B.21 ta xác định được kích thước rãnh dẫn : (hình thang thấp)

- chọn chiều cao h = 4 mm

- đáy lớn a = 24 mm

- đáy nhỏ b = 21 mm

đường kính ống rót :

14 , 3

7 , 3 4

4

mm x

F

π

- đường kính đáy lớn : D = 71 mm

- chiều cao phễu rót : H = 71 mm

Trang 10

Theo bảng B.21 ta xác định được kích thước cốc rót :

- chiều dài cốc : L = 92 mm

- chiều rộng đáy cốc : M = 26 mm

- chiều cao cốc : h = 52 mm

- Góc lượn chân cốc : r = 7,7 mm

- kích thước rãnh lọc xỉ tra bảng B.21 ( chọn a = h = 11 mm )

+ đáy lớn a = 11 mm

+ đáy nhỏ b = 3 mm

+ chiều dài c = 11 mm

b/ Thiết kế hệ thống đậu hơi, đậu ngót :

Đặt đậu hơi ở các phần cao nhất của khuôn trên

Không cần đặt đậu bù ngót Vì điều kiện để có ngót là phải có nút nhiệt chi tiết này tương đối dày đều, ta lại rót 2 rãnh dẫn – rót vào mặt phân khuôn nên nước gang lỏng sẽ điền đầy

từ dưới cho đến hết chi tiết -> làm cho tiết tiết nguội đồng đều -> như vậy không cần bù

ngót.

3.2/ Chọn loại vào kích thước hòm khuôn :

Chọn hòm khuôn làm bằng gỗ, kích thước hòm khuôn được tra trong bảng B.28 vật đúc có khối lượng 22,1 kg ta có :

- khoảng cách giữa mặt trên của vật đúc và mặt trên của mẫu : a = 70 mm

- khoảng cách giữa mặt dưới của vật đúc và mặt dưới của mẫu : b = 70 mm

- khoảng cách giữa mặt bên cảu vật đúc và thành bên khuôn : c = 50 mm

- khoảng cách giữa ống rót và thành hòm : d = 50 mm

- khoảng cách giữa vật đúc và rãnh lọc xỉ : e = 40 mm

Hòm khuôn có hình chữ nhật với các kích thước được xác định theo chiều dài Lvđ

- chiều dài hòm khuôn :

L = 2c + e + d + Lvđ = 2x50 + 40 + 50 + 342 = 532 mm

- chiều rộng hòm khuôn :

B = 2c + e + d + Bvđ = 2x50 + 40 + 50 + 261 = 450 mm

- chiều cao hòm khuôn trên :

2 1

h

= 70 +

2

180

= 160 mm

- chiều cao hòm khuôn dưới :

Trang 11

2 1

h

= 70 +

2

180

= 160 mm Dựa vào hình H.54 ta chọn được kích thước hòm khuôn tiêu chuẩn là :

Kim loại lỏng được điền đầy khuụn nhờ cú ỏp lực -> khuụn trờn phải cao để cú ống rút cao tạo ỏp lực điền đầy khuụn, một kinh nghiệm thực tế nữa là vd cầm cốc nước và rút nước vào cốc, ta sẽ nhỡn khi nào nước gần đầy cốc sẽ thụi rút (sợ nước tràn ra ngoài làm ướt tay) tức

là nước sẽ chưa đầy cốc, người thợ lũ cũng vậy bao giờ cũng rút chưa đầy cốc rút sợ nước gang tràn ra ngoài do đó ta phải làm cốc rút cao hơn yờu cầu (tức là hũm khuụn trờn cao

hơn) để bự lại lượng thiếu do thao tỏc

IV/ THIẾT KẾ MẪU HỘP LÕI :

4.1/ Chọn vật liệu làm mẫu- thiết kế mẫu :

Chọn vật liệu làm mẫu và hộp lõi bằng gỗ Mẫu được thiết kế theo chỉ dẫn ở mục III.2 (phần A- hướng dẫn thực hiện Bt thiết kế công nghệ đúc )

Hộp lõi chắc, gỗ mỡ vì trong thực tế đều dùng,đây là loại gỗ gần họ với gỗ de- mềm ít cong vênh, không có thớ- nhưng nhược điểm là mềm sau khi làm xong phảI bả matit đánh bóng rồi sơn để tránh hút ẩm khi làm khuôn

(Mẫu Gỗ) Hộp lõi mặt bọc tôn, có đinh kẹp kim loại vì số lượng cần đúc là 600

( tương đối lớn ) nên cần thiết kế mẫu bền chắc, vừa phảI để đảm bảo chất lượng vật đúc và

độ bền của mẫu Nếu chế tạo mẫu đơn giản hơn thì có thể gây ảnh hưởng tới chất lượng vật đúc , không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật

Trang 12

V/ CHỌN VẬT LIỆU VÀ HỖN HỢP LÀM KHUÔN -LÕI :

5.1/ Chọn vật liệu và hỗn hợp làm khuôn :

- Theo bảng B.29 ta ding hỗn hợp làm khuôn là loại cát áo khuôn tươi ( để đúc các vật đúc bằng gang có khối lượng < 200 kg )

- Thành phần hỗn hợp :

- thành phần phần trăm khối lượng :

5.2/ Chọn vật liệu và hỗn hợp làm lõi :

Theo bảng B.30 ta chọn đối với trường hợp lõi có kết cấu tương đối đơn giản và kích thước

đủ lớn, hỗn hợp làm lõi loại V các thành phần khối lượng (%) của hỗn hợp được chọn trong giới hạn :

- thành phần hỗn hợp ;

+ độ thông khí : 70%

Miếng tháo lắp

Trang 13

- thành phần % khối lượng :

VI/ TÍNH LỰC ĐÈ KHUÔN :

Hợp kim lỏng rót vào lòng khuôn sẽ tạo lực đẩy Acsimet lên lòng khuôn và lõi , gây ra nổi lõi lệch khuôn, tràn hợp kim lỏng ra mặt tiếp xúc, do đó trước khi rót cần đè, kẹp khuôn lực

đè, kẹp khuôn Lực đè được tính theo công thức sau :

Q = (Pđẩy + mkhuôn trên ) x n

mkhuôn trên – khối lượng khuôn trên

Pđẩy – lực đẩy

có thể tính :

Pđẩy = Pđẩy khuôn + Pđẩy lõi

6.1/ Tính lực đẩy lên lõi :

Trong đó : V – thể tích của lõi chìm trong khối lượng lỏng chịu lực đẩy Acsimet

Pđẩy lõi = [3,14 x D x

4

D

 Pđẩy lõi 1 = [3,14 x 0,42 x

4

42 , 0

] x 1,28 x 7,2 = 1,276 kg

 Pđẩy lõi 2 = [3,14 x 2,32 x

4

32 , 2

] x 1,69 x 7,2 = 16,64 kg

 Pđẩy lõi 3 = [3,14 x 0,66 x

4

66 , 0

] x 0,43 x 7,2 = 1,06 kg Tổng lực đẩy lõi : Pđẩy lõi = Pđẩy lõi 1 + Pđẩy lõi 2 + Pđẩy lõi 3

= 1,276 + 16,64 + 1,06

= 18,976 kg

6.2/ Tính lực đẩy lên khuôn :

Lực đẩy lên khuôn được tính bằng công thức :

Trong đó : V – thể khối kim loại lỏng tương đương ở khuôn trên

Trang 14

Pđẩy khuôn = 3,07 x 7,2 = 22,104 (kg)

6.3/ Tính lực đè lên khuôn :

Ta chọn kẹp khuôn bằng bulông, thì có thể xác định lực tác dụng lên mỗi bulông là :

P = Q x

N n

Trong đó : N – số lượng bulông

Ta có :

Q = ( mkhuôn trên + Pđẩy khuôn + Pđẩy lõi ) x n

= ( 60,48 + 22,104 + 18,976 ) x 1,3 = 132,028 (kg)

 P = 132,028 x

2

3 , 1

= 85,82 (kg) tính đường kính bulông :

 d = 2,2 (cm)

VII/ TÍNH PHÔI LIỆU :

7.1/ Thành phần vật liệu đúc và thành phần của một mẻ liệu kim loại :

a Thành phần vật liệu đúc :

- Photpho P : < 0,3%

- lưu huỳnh S : < 0,15%

Ta lấy trị số trung bình của các thành phần này để tính toán : + Silic Si : 2,2%

+ Mangan Mn : 0,7%

Với tỉ số cháy hao đã cho của :

- % Si = 10 – 20 %

- % Mn = 15 – 25 % ( ta lấy giá trị trung bình )

Ta cần nấu loại gang từ phôi liệu có thành phần như sau :

+ % Si = 2,2 x 1,15 = 2,53 %

+ % Mn = 0,7 x 1,20 = 0,84 %

- Năng suất lò = 1500 kg/h

- Lượng than cốc trong 1 mẻ liệu = 25 kg

- Lượng đá vôi = 7 kg

Trong điều kiện thì phôi liệu không dùng quá < 5% sắt thép vụn nên theo bảng B.23

Ta chọn lượng than cốc / kim loại mẻ là : 10%

Định dạng
Số trang	19
Dung lượng	682,5 KB