Bài Giảng Kỹ Thuật Chế Tạo Máy

 Các ph ơng pháp đúc:+ úc trong khuôn cát đ ợc dùng khá phổ biến bởi v Đúc là phương pháp chế tạo chi tiết bằng rót kim loại lỏng vào ì nó đơn gi n, rẻ tiền nh ng khuôn chỉ dùng một l

Kü thuËt chÕ t¹o m¸y

Giảng viên: Trần Thị Vân Nga

Hà nội 2011

Tài liệu sử dụng:

Bộ môn:

Công nghệ Giao thông – Phòng 502 A6.

Nội dung bao gồm các phần sau:

Phần I: Các phương pháp chế tạo phôi

Phần II: Nguyên lý cắt kim loại

Phần III: Gia công trên máy cắt kim loại

Phần IV: Quy trình công nghệ gia công cơ khí Phần V: Đồ gá gia công cơ khí

PhÇn I C¸c ph ¬ng ph¸p chÕ t¹o ph«i

A- Chế tạo phôi bằng ph ơng pháp

đúc

Mở đầu

Khái niệm chung về S n xuất đúc Ản xuất đúc

Mở đầu: KHái niệm chung về S n xuất đúc Ản xuất đúc

 1- Thực chất đặc đi m của s n xuất đúc Ểm của sẢn xuất đúc Ản xuất đúc

 Đúc là phương pháp chế tạo chi tiết bằng rót kim loại lỏng vào úc là ph ơng pháp chế tạo chi tiết bằng rót kim loại lỏng vào khuôn có hình dạng nhất định Sau khi kim loại đông đặc trong khuôn ta thu đ ợc vật phẩm có hình dạng kích th ớc phù hợp với yêu cầu

 Vật phẩm đúc ra có thể đem dùng ngay đ ợc gọi là chi tiết đúc

 Nếu vật phẩm qua gia công để nâng cao độ bóng, độ chính nâng cao độ bóng, độ chính xác gọi là phôi đúc.

 Các ph ơng pháp đúc:

+ úc trong khuôn cát đ ợc dùng khá phổ biến bởi v Đúc là phương pháp chế tạo chi tiết bằng rót kim loại lỏng vào ì nó đơn

gi n, rẻ tiền nh ng khuôn chỉ dùng một lần, độ bóng chính ản, rẻ tiền nhưng khuôn chỉ dùng một lần, độ bóng chính xác thấp

+ úc đặc biệt nh : đúc trong khuôn kim loại, đúc d ới áp lực, Đúc là phương pháp chế tạo chi tiết bằng rót kim loại lỏng vào

đúc ly tâm, đúc trong khuôn mẫu ch y, đúc trong khuôn vỏ ản, rẻ tiền nhưng khuôn chỉ dùng một lần, độ bóng chính mỏng, đúc liên tục … nhằm nâng cao độ bóng, độ chính xác nhằm nâng cao độ bóng, độ chính xác

và nâng cao n ng suất ăng suất.

Mở đầu: KHái niệm chung về S n xuất đúcẢn xuất đúc

 Đúc là phương pháp chế tạo chi tiết bằng rót kim loại lỏng vào ặc điểm của s n xuất đúc có nh ng u nh ợc điểm chủ yếu ản, rẻ tiền nhưng khuôn chỉ dùng một lần, độ bóng chính ững ưu nhược điểm chủ yếu sau:

 Có thể đúc nhiều lớp kim loại khác nhau trong một vật đúc hoặc cơ tính mặt ngoài và bên trong vật đúc khác nhau v.v… nhằm nâng cao độ bóng, độ chính xác

 Đúc là phương pháp chế tạo chi tiết bằng rót kim loại lỏng vào úc có kh n ng cơ khí hoá và tự động hoá ản, rẻ tiền nhưng khuôn chỉ dùng một lần, độ bóng chính ăng suất.

 Vốn đầu t ít, tính chất s n xuất linh hoạt, n ng suất t ơng đối cao ản, rẻ tiền nhưng khuôn chỉ dùng một lần, độ bóng chính ăng suất … nhằm nâng cao độ bóng, độ chính xác cho nên giá thành vật đúc t ơng đối rẻ.

Mở đầu: KHái niệm chung về S n xuất đúcẢn xuất đúc

 Về nh ợc điểm:

 Tốn kim loại cho hệ thống rót, đậu hơi, đậu ngót Ví

dụ đúc nhôm, hợp kim nhôm l ợng kim loại hao phí

ộ bóng

Đúc là phương pháp chế tạo chi tiết bằng rót kim loại lỏng vào 3.

 Khó kiểm tra khuyết tật bên trong vật đúc.

Mở đầu: KHái niệm chung về S n xuất đúcẢn xuất đúc

 Đúc là phương pháp chế tạo chi tiết bằng rót kim loại lỏng vào úc phát triển mạnh mẽ và đ ợc dùng rộng rãi trong các ngành công nghiệp Khối l ợng vật

đúc chiếm kho ng 40 – 8).0% tổng khối l ợng ản, rẻ tiền nhưng khuôn chỉ dùng một lần, độ bóng chính của máy móc Trong ngành chế tạo máy khối l ợng vật đúc chiếm 8).5 – 90% mà giá thành chỉ chiếm 20 – 25% Trong nhiều ngành ôtô, máy kéo, máy bơm, máy nén, động cơ điện … nhằm nâng cao độ bóng, độ chính xác khối l ợng vật đúc chiếm 75 – 8).0%.

Mở đầu: KHái niệm chung về S n xuất đúcẢn xuất đúc

 2- Khái niệm về quá trènh s n xuất đúc Ản xuất đúctrong khuôn cát

cách rót hợp kim lỏng đúc vào khuôn làm bằng cát (hỗn

có hình dạng, kích th ớc nhất định, sau khi hợp kim đúc

đông đặc và nguội ta tháo dỡ khuôn lấy vật phẩm đúc có hình dạng kích th ớc hợp lý

biến nhất hiện nay vì ph ơng pháp đúc này yêu cầu đơn

Mở đầu: KHái niệm chung về S n xuất đúcẢn xuất đúc

 Sơ đồ quá trỡnh s n xuất đúc ản xuất đúc

Mở đầu: KHái niệm chung về S n xuất đúcẢn xuất đúc

Nấu kim loại

Dỡ khuôn lấy vật đúc

Phá lõi khỏi vật

đúc

Làm sạch vật đúc

Kiểm nghiệm

 3- ặc điểm của phôi đúc trong chế tạo máyĐúc là phương pháp chế tạo chi tiết bằng rót kim loại lỏng vào

tạo đ ợc phôi có hình dạng phức tạp, kích th ớc trọng l ợng lớn

khuôn cát để tạo phôi

0,6mm) phôi đ ợc chế tạo bằng ph ơng pháp đúc trong khuôn kim loại

tạp thì phôi đ ợc tạo ra bằng ph ơng pháp đúc trong khuôn vỏ

Mở đầu: KHái niệm chung về S n xuất đúcẢn xuất đúc

Ch ¬ng I

Đóc trong khu«n c¸t

1 1 Cấu tạo và các bộ phận cơ b n của khuôn Ản xuất đúc

đúc

1- Sơ đồ cấu tạo khuôn đúc bằng cát

Khuôn đúc bằng cát có cấu tạo nh hình vẽ

Ch ƯƠNG 1 NG 1: ĐÚC TRONG KHUễN CÁT

 2- Các bộ phận cơ b n của khuôn đúc ản của khuôn đúc

ta gọi là hỗn hợp làm khuôn.

 b) Lòng khuôn

 Lòng khuôn là phần không gian rỗng trong khuôn, nó

đ ợc tạo ra bởi mẫu Hình dáng kích th ớc của lòng khuôn giống nh hình dáng kích th ớc của vật đúc và mẫu (trừ phần tai gối mẫu).

Ch ƯƠNG 1 NG 1: ĐÚC TRONG KHUễN CÁT

Một hệ thống rót có kết cấu hợp lý và có vị trí thích hợp trong khuôn thì ph i đạt đ ợc các yêu cầu sau:ản, rẻ tiền nhưng khuôn chỉ dùng một lần, độ bóng chính

1 Dòng kim loại ch y vào khuôn ph i liên tục và êm không tạo ản xuất đúc ản xuất đúc

ra dòng ch y xoáy (tránh gây xói lở hệ thống rót, lòng khuôn ản xuất đúc

và lõi) và không có hiện t ợng phun bắn.

2 Ph i gi lại đ ợc xỉ và tạp chất trong hệ thống rót, không cho ản xuất đúc ữ lại được xỉ và tạp chất trong hệ thống rót, không cho

ch y vào khuôn ản xuất đúc

3 Ph i đ m b o toàn bộ lòng khuôn đ ợc điền đầy hợp kim ản xuất đúc ản xuất đúc ản xuất đúc

Ch ƯƠNG 1 NG 1 : ĐÚC TRONG KHUÔN CÁT

b) ống rót (hình 1.4)

tới áp lực của hợp kim tác dụng lên hệ thống rót và lòng khuôn.Chiều cao ống rót càng lớn, thì áp lực hợp kim lỏng tác dụng lên

vào khuôn càng mạnh dễ gây xói lở lòng khuôn cuốn theo hỗn hợp làm khuôn vào vật đúc song lại có tác dụng bổ ngót tốt

100 – 200mm

Ch ƯƠNG 1 NG 1 : ĐÚC TRONG KHUễN CÁT

ố ng rót th ờng có tiết diện tròn, trên to d ới nhỏ (đ ờng kính ống phía trên lớn hơn đ ờng kính ống phía d ới kho ng 10-15%) ản, rẻ tiền nhưng khuôn chỉ dùng một lần, độ bóng chính

bậc, ống rót hình rắn v.v… nhằm nâng cao độ bóng, độ chính xác

Ch ƯƠNG 1 NG 1 : ĐÚC TRONG KHUễN CÁT

Hình 1.3

Thông th ờng nhất là kiểu ống rót thẳng (a) có kết cấu đơn

gi n dễ làm khuôn lại b o đ m hợp kim lỏng ch y đến vào ản, rẻ tiền nhưng khuôn chỉ dùng một lần, độ bóng chính ản, rẻ tiền nhưng khuôn chỉ dùng một lần, độ bóng chính ản, rẻ tiền nhưng khuôn chỉ dùng một lần, độ bóng chính ản, rẻ tiền nhưng khuôn chỉ dùng một lần, độ bóng chính ống xỉ lọc (do tiết diện ống trên to d ới nhỏ nên hợp kim lỏng trong ống luôn đầy) ợc dùng nhiều trong khuôn đúc gang Đúc là phương pháp chế tạo chi tiết bằng rót kim loại lỏng vào

và đúc thép

Còn hai kiểu ống rót bậc (b) và ống rót hình rắn có đặc điểm

là chiều cao lớn, kết cấu gấp khúc hoặc l ợn sóng, khó chế tạo song có u điểm là dòng hợp kim lỏng ch y vào khuôn có ản, rẻ tiền nhưng khuôn chỉ dùng một lần, độ bóng chính tốc độ lớn áp lực lớn nh ng êm có tác dụng điền đầy khuôn tốt mà không gây xói lở hệ thống rót vào lòng khuôn

Hai kiểu ống rót này đ ợc dùng trong khuôn đúc hợp kim màu có nhiệt độ nóng ch y thấp nh nhôm, Mg.ản, rẻ tiền nhưng khuôn chỉ dùng một lần, độ bóng chính

Ch ƯƠNG 1 NG 1 : ĐÚC TRONG KHUễN CÁT

c) Rãnh lọc xỉ (hình 1.5)

Rãnh lọc xỉ có tác dụng tiếp tục lọc xỉ trong hợp kim lỏng tr ớc

Do có tác dụng nh vậy nên rãnh lọc xỉ đ ợc bố trí ngay d ới ống rót và ở bên trên các rãnh dẫn (ngay tại mặt phân khuôn của nửa khuôn trên)

Rãnh lọc xỉ có nhiều kiểu, thông dụng nhất là kiểu rãnh thẳng

có tiết diện hình thang (a), tam giác (b), bán nguyệt (c), rãnh lọc

xỉ tiết diện hình thang có u điểm dễ nổi xỉ và tổn thất nhiệt hợp kim lỏng t ơng đối ít, nên thích hợp dùng cho khuôn đúc gang.Còn hai kiểu rãnh tiết diện kia có u điểm là tổn thất nhiệt hợp kim lỏng ít hơn, nh ng khó nổi xỉ hơn vì vậy thích hợp cho khuôn đúc thép

Ch ƯƠNG 1 NG 1 : ĐÚC TRONG KHUễN CÁT

Ch ƯƠNG 1 NG 1 : ĐÚC TRONG KHUÔN CÁT

Hình 1.5

d) Rãnh dẫn (hình 1.6)

Rãnh dẫn có tác dụng dẫn hợp kim lỏng từ rãnh lọc xỉ vào lòng khuôn Rãnh dẫn có tác dụng không chế tốc độ và h ớng của dòng hợp kim lỏng chản, rẻ tiền nhưng khuôn chỉ dùng một lần, độ bóng chính y vào khuôn Rãnh dẫn có nhiều kiểu th ờng dùng nhất là rãnh dẫn thẳng tiêu chuẩn Tiết diện của rãnh dẫn có thể là hình thang (a), tam giác (c) hoặc bán nguyệt (b).

Thông th ờng nhất là tiết diện hình thang vì loại tiết diện này có u điểm sau:

 - Dể nổi xỉ trong ống rãnh.

 - Dễ cắt rãnh khỏi vật đúc.

 - Giản, rẻ tiền nhưng khuôn chỉ dùng một lần, độ bóng chính m khuynh h ớng tạo thành kho

ở chỗ dẫn kim loại vào lòng khuôn.

Ch ƯƠNG 1 NG 1 : ĐÚC TRONG KHUễN CÁT

Rãnh dẫn có tiết diện không thay đổi theo suốt chiều dài kích th ớc

và số l ợng rãnh dẫn phụ thuộc vào khối l ợng, chiều dài dày thành và

độ phức tạp về kết cấu vật đúc.

Hỡnh 1.6

 Tr ờng hợp đúc các vật đúc có kết cấu đặc biệt ng ời ta còn dùng các kiểu rãnh dẫn đặc biệt (hình 1.7) rãnh dẫn nhiều tầng (a) dùng khi vật đúc cao và to, rãnh dẫn kiểu khe mỏng có ụ tích xỉ (b) dùng khi đúc vật đúc bằng hợp kim nhẹ (nhôm, magiê v.v … nhằm nâng cao độ bóng, độ chính xác ) thành mỏng, rãnh dẫn kiểu m a rơi (c) dùng khi đúc vật đúc bằng gang hoặc hợp kim đồng có kích th ớc lớn.

Ch ƯƠNG 1 NG 1 : ĐÚC TRONG KHUễN CÁT

Hỡnh 1.7

d) ậu hơi Đậu ngót. (hình 1.8).)

ậu hơi có tác dụng chính thoát khí

Đúc là phương pháp chế tạo chi tiết bằng rót kim loại lỏng vào

từ lòng khuôn ra ngoài và báo mức

kim loại lỏng trong lòng khuôn khi

rót Cũng có tr ờng hợp đậu hơi còn có

tác dụng bổ sung kim loại bị co ngót

trong quá trình đông đặc.

Do hao tác dụng chủ yếu trên, đậu

hơi đ ợc bố trí tại nơi cao nhất của

lòng khuôn.

ậu hơi có cấu tạo th ờng là trên to d

Đúc là phương pháp chế tạo chi tiết bằng rót kim loại lỏng vào

ới nhỏ với tiết diện tròn hoặc ch ững ưu nhược điểm chủ yếu

nhật.

Ch ƯƠNG 1 NG 1 : ĐÚC TRONG KHUễN CÁT

Hỡnh 1.8

e) ậu ngót Đậu ngót.

ậu ngót có tác dụng bổ sung kim loại cho vật đúc bị co

Đúc là phương pháp chế tạo chi tiết bằng rót kim loại lỏng vào

ngót trong quá trình đông đặc và làm nguội

ậu ngót chỉ dùng ở khuôn đúc kim loại, hợp kim có

Đúc là phương pháp chế tạo chi tiết bằng rót kim loại lỏng vào

tính co ngót lớn Ví dụ nh đúc gang dẻo, gang trắng, thép, hợp kim màu v.v… nhằm nâng cao độ bóng, độ chính xác và c tr ờng hợp đúc gang xám ản, rẻ tiền nhưng khuôn chỉ dùng một lần, độ bóng chính

có khối l ợng vật đúc lớn, dày thì khuôn ph i có đậu ngót ản, rẻ tiền nhưng khuôn chỉ dùng một lần, độ bóng chính còn nếu đúc vật đúc gang xám khối l ợng nhỏ thành mỏng thì không cần đậu ngót

Do nhiệm vụ và bổ ngót nên đậu ngót th ờng đ ợc bố trí tại nơi tập trung nhiều kim loại nhất của vật đúc vì tại đó kim loại th ờng đông đặc sau cùng và bị co ngót nhiều nhất

Ch ƯƠNG 1 NG 1 : ĐÚC TRONG KHUễN CÁT

1.2- Nguyên tắc chỗ dẫn kim loại vào khuôn

1 ý nghĩa

Trong hệ thống rót, rãnh dẫn có tác dụng dẫn kim loại lỏng từ rãnh lọc xỉ vào khuôn theo một h ớng nhất định vì thế rãnh dẫn có nh h ởng trực tiếp ản, rẻ tiền nhưng khuôn chỉ dùng một lần, độ bóng chính

đến h ớng đông đặc cũng nh tốc độ đông đặc của vật đúc trong khuôn.

Nếu rãnh dẫn kim loại lỏng vào khuôn đặt tại phần mỏng nhất của vật đúc, thì quá trình đông đặc ở vật đúc sẽ x y ra đồng thời Ng ợc lại nếu rãnh dẫn ản, rẻ tiền nhưng khuôn chỉ dùng một lần, độ bóng chính kim loại vào khuôn đặt tại phần đúc dày nhất thì quá trình đông đặc ở vật

đúc sẽ x y ra theo một h ớng nhất định từ mỏng đến dày ản, rẻ tiền nhưng khuôn chỉ dùng một lần, độ bóng chính

Chính vì vậy mà việc bố trí chỗ dẫn kim loại vào khuôn, việc xác định vị trí rãnh dẫn trong khuôn đúc là một khâu quan trọng, nh h ởng lớn đến chất l ản, rẻ tiền nhưng khuôn chỉ dùng một lần, độ bóng chính ợng vật đúc Rãnh dẫn đ ợc bố trí ở vị trí thích hợp sẽ đ m b o hợp kim ản, rẻ tiền nhưng khuôn chỉ dùng một lần, độ bóng chính ản, rẻ tiền nhưng khuôn chỉ dùng một lần, độ bóng chính lỏng điền đầy lòng khuôn tốt, đồng thời tránh đ ợc kh n ng tạo ra rỗ co và ản, rẻ tiền nhưng khuôn chỉ dùng một lần, độ bóng chính ăng suất ứng suất vật đúc sau này.

Ch ƯƠNG 1 NG 1 : ĐÚC TRONG KHUễN CÁT

2- Nguyên tắc chọn chỗ dẫn kim loại vào khuôn

ể đ m b o đ ợc việc đúc có chất l ợng tốt việc bố trí chỗ dẫn hợp

Đúc là phương pháp chế tạo chi tiết bằng rót kim loại lỏng vào ản, rẻ tiền nhưng khuôn chỉ dùng một lần, độ bóng chính ản, rẻ tiền nhưng khuôn chỉ dùng một lần, độ bóng chính

kim lỏng vào khuôn ph i dựa theo một số nguyên tắc sau đây: ản, rẻ tiền nhưng khuôn chỉ dùng một lần, độ bóng chính

1) Khi đúc các vật đúc bằng gang có mức độ graphit hoá cao (gang xám có hàm l ợng cácbon cao, tính co ít), chiều dày thành vật đúc chênh lệch không nhiều, ít kh n ng tạo thành rỗ co th ản, rẻ tiền nhưng khuôn chỉ dùng một lần, độ bóng chính ăng suất ì nên dẫn kim loại lỏng vào nơi thành mỏng nhất để quá trình đông đặc xảy

ra đồng thời trên toàn vật đúc và có tốc độ nguội tại các nơi đồng

đều.

2) ối với các vật đúc bằng gang hàm l ợng cácbon thấp có nhiều chỗ Đúc là phương pháp chế tạo chi tiết bằng rót kim loại lỏng vào dày nên dẫn kim loại vào chỗ dày nhằm mục đích làm cho vật đúc nguội lạnh từ nơi tiết diện bé nhất đến nơi tiết diện lớn nhất Nh vậy sẽ khử đ ợc ứng suất bên trong (vì vật đúc nguội từ từ) và phần tiết diện lớn đông đặc sau cùng sẽ đ ợc đậu ngót bổ sung.

Ch ƯƠNG 1 NG 1 : ĐÚC TRONG KHUễN CÁT

3) ối với vật đúc tròn xoay nên bố trí rãnh dẫn tiếp tuyến với Đúc là phương pháp chế tạo chi tiết bằng rót kim loại lỏng vào thành khuôn tạo cho dòng hợp kim lỏng quay tròn trong lòng khuôn theo một h ớng Nh vậy sự điền đầy khuôn sẽ

4) Tuỳ thuộc vào kết cấu và kích th ớc cụ thể của vật đúc và khuôn mà ta chọn cách dẫn kim loại vào khuôn có thể từ trên xuống khi vật đúc thấp và đúc trong một hòm khuôn,

khuôn, dẫn từ d ới lên khi đúc vật đúc yêu cầu chất l ợng cao, chiều cao lớn và đúc kim loại màu

Ch ƯƠNG 1 NG 1 : ĐÚC TRONG KHUễN CÁT

Hết chương 1

Kỹ thuật chế tạo máy

Phần I: Các phương pháp chế tạo phôi:

Phần A: Chế tạo phôi bằng phương pháp đúc

Phần B: Chế tạo phôi bằng phương pháp gia công áp lựcPhần C: Chế tạo phôi bằng phương pháp hàn

Kỹ thuật chế tạo máy

Phần A: Chế tạo phôi bằng phương pháp đúc

Chương mở đầu: Khái niệm chung

Chương I: Đúc trong khuôn cát

Chương II: hỗn hợp làm khuôn , lõi

Chương III: Các phương pháp làm khuôn , lõiChương IV: Nguyên lý thiế kế chi tiết đúc

Chương V: Tính đúc của hợp kim

Chương VI: Các phương pháp đúc đặc biệt