Luận văn Nguyên lý làm việc của máy đo ma sát ổ đỡ chân vịt

h thước mẫu, kích thước ruột (lõi), xác định vị trí đặt hệ thống rót, đậu ngót và tính kích thước của chúng, vị trí của khuôn lúc rót kim loại… Căn cứ vào bản vẽ kỹ thuật của chi tiết máy cần đúc cùng với điều kiện chịu lực khi làm việc, đối chiếu với các đặc điểm của công nghệ đúc, công nghệ gia công cơ và đặc điểm của vật liệu đúc từ đó người cán bộ kỹ thuật hoặc công nhân đúc có thể thay đổi một vài chi tiết để dễ đúc nhất mà vẫn đảm bảo các yêu cầu đặt ra đồng thời làm tăng năng suất sản phẩm đúc. Căn cứ vào số lượng sản phẩm đúc để xác định hình thức của khuôn cần sử dụng: Khuôn tươi (không sấy), khuôn khô, khuôn kim loại… Xác định mặt phân khuôn (mặt ráp các phần khuôn đúc), dựa trên cơ sở đó để chuẩn bị cỡ và số hòm khuôn, cách làm mẫu và lấy mẫu ra khỏi khuôn, xác định vị trí của ruột, kích thước của hộp ruột… Căn cứ vào kích thước và dung sai củ chi tiết máy, dựa vào độ co và hình dạng vật đúc, người thiết kế công nghệ tính ra lượng dư để sau khi đúc đưa gia công cắt gọt thành chi tiết mà không bị thiếu hụt hoặc tránh tình trạng phải cắt gọt quá nhiều do lượng dư quá lớn. Căn cứ vào hình dạng vật đúc, khối lượng và tính chất của vật liệu đúc để tính toán hệ thống rót, ngót. Qui định nơi đặt hệ thống rót, đậu ngót… Hướng dẫn cách lắp ráp khuôn đúc, lắp ruột và rót kim loại. Nấu kim loại Sản xuất mẫu, hộp ruột… Sản xuất hỗn hợp làm khuôn, làm ruột. Chế tạo khuôn Sấy khuôn Lắp khuôn Rót khuôn Chế tạo và sấy khô ruột Phá ruột trong vật đúc Dỡ vật đúc khỏi khuôn đúc Làm sạch và tẩy bavia Nhiệt luyện Tu sửa tật đúc Kiểm tra Nhập kho Hình (3 – 1): Sơ đồ quá trình công nghệ chế tạo vật đúc. 6.Các bộ phận cơ bản của một khuôn đúc. Hình (3 – 2): Các bộ phận cơ bản của một khuôn đúc. 1. Nửa hòm khuôn trên. 8. Rãnh dẫn. 2. đậu hơi. 9. Gối lõi. 3. Xiên hơi. 10. Thân lõi. 4.Lòng khuôn. 11. Nửa hòm khuôn dưới. 5.Cốc rót. 12.Hòm khuôn dưới. 6. Ống rót. 13. Chốt định vị. 7.Rãnh lọc xỉ. 14. Hòm khuôn trên. Lòng khuôn 4 phù hợp với hình dáng vật đúc. Kim loại lỏng được rót vào cốc 5 qua ống rót 6 qua rãnh lọc xỉ 7 và rãnh dẫn 8 vào lòng khuôn. Bộ phận 2 dùng để dẫn hơi từ lòng khuôn ra ngoài khi rót kim loại lỏng (gọi là đậu hơi), đồng thời còn làm nhiệm vụ bổ sung kim loại cho vật đúc (đậu ngót). Hòm khuôn trên 14, hòm khuôn dưới 12 để làm nửa khuôn trên 1 và nửa khuôn dưới 11. Để lắp hai nửa khuôn ta dùng chốt định vị 13. Lõi 10 tựa vững trong khuôn nhờ gối lõi 9. Để tăng tính thoát khí cho khuôn người ta tiến hành xiên hơi các lỗ thoát khí sau khi đúc. 3.1.2.VẬT LIỆU VÀ KHỐI LƯỢNG VẬT LIỆU ĐÚC. 1.Vật liệu đúc. Định nghĩa Gang: Gang là hợp kim của Fe (sắt) và C (các bon) có thành phần C: 2,14%C < %C < 6,67%C và một lượng nhất định những nguyên tố khác: Mn, Si, P, S… Định nghĩa gang xám: Gang xám là gang mà phần lớn hay toàn bộ cacbon ở dạng grafit, có ít hoặc không có ở dạng liên kết Xe (Fe3C). Chọn vật liệu đúc là gang xám có mác gang được ký hiệu: GX15 – 32 vì: + Gang xám rẻ nên được dùng phổ biến. + Cơ tính khá. + Làm việc tốt trong điều kiện mài mòn, rung động. + Dễ đúc, được thể hiện ở các điểm sau: - Chảy loãng tốt, có thể đúc các chi tiết có hình dạng phức tạp. - Không đông đặc, co ngót ít do có sự grafit hoá khi kết tinh (= 0 – 1,9%) vì vậy đúc gang xám không hay dùng đậu ngót. - Sự co sau khi đông đặc nhỏ nên ít gây ra ứng suất, nứt, thời gian ủ để khử ứng suất không cần nhiều, kích thước sản phẩm đúc tương đối ổn định. Khi thiết kế các chi tiết đúc bằng gang, không cần quan tâm nhiều tới tính đúc của hợp kim nhưng phải hiểu rõ mối quan hệ giữa tốc độ nguội với tổ chức và tính chất của gang. Gang xám nhạy cảm với tốc độ nguội, đây là đặc tính riêng của gang khác hẳn với hợp kim đúc khác.Trong cùng một vật đúc, do tốc độ nguội chênh lệch nhiều có thể tạo nên những tổ chức gang khác nhau về cơ bản. Thành dày nguội chậm, có grafit thô nhiều, độ bền thấp. Thành mỏng nguội qúa nhanh, nhiều xementit, gang trắng, dai, khó gia công cắt gọt. Cơ tính, thành phần và ứng dụng của GX15 – 32 là: Cơ tính: Được thể hiện bằng bảng (3 – 1) dưới đây: Độ bền (daN/mm2) Độ rắn HB 15 32 (0,35-0,5) (3– 4,5) (0,75–1,8) (1,17–1,4) 163 - 229 Trong đó: , , , , , lần lượt là độ bền kéo, độ bền uốn, độ bền mỏi khi uốn, độ bền nén, độ bền cắt và độ bền xoắn. Nhiệt độ nóng chảy, thành phần hoá học và ứng dung: Được thể hiện bằng bảng (3 – 2) dưới đây: Nhiệt độ nóng chảy (0C) Thành phần hoá học (%) Ứng dụng C Si Mn P S Không quá 1250 3,5-3,7 2,0-2,4 0,5-0,8 0,3 0,15 Thân các loại máy yêu cầu không cong vênh nhiều. Hình (3 – 3): Sự thay đổi độ bền và độ rắn theo chiều dày tiết diện của GX15 – 32 đúc trong khuôn cát. 2.Khối lượng vật liệu đúc. Thành phần hoá học của vật liệu đúc giá đỡ ổ trục được chọn và khối lượng riêng của chúng được thể hiện bằng bảng (3 – 3) như sau: Loại chất C Si Mn P S Fe tỷ lệ (%) 3,6 2,2 0,7 0,25 0,12 93,13 Khối lượng riêng (g/cm3) 2,25 2,33 7,47 1,82 2,07 7,86 Dựa vào tỷ lệ và khối lượng riêng của các chất thành phần tính được khối lượng riêng của vật liệu đúc là: = (3 – 1) Trong đó: - Khối lượng riêng của chất i (g/cm3). Ci - Tỷ lệ của chất i trong vật liệu đúc (%). = = 7,51 (g/cm3) Hình (3 – 4): Xác định thể tích vật đúc. Thể tích vật đúc được tính gần đúng theo thể tích các phần của giá đỡ ổ trục. Thể tích lý thuyết của vật đúc là: Vlt = V1+ V2 -V3 -V4 (3 – 2) Trong đó: V1 - Thể tích thanh 3. V1 = 605.52.52 = 163592 (mm3). V2 - Thể tích gần đúng của các thanh 1, 2, 4. V2 = 555. 190.52 = 5483400 (mm3). V3 - Thể tích phần rỗng tạo bởi các thanh 1, 2, 4. V3 = 335.130.52 = 2264600 (mm3). V4 - Thể tích lỗ trụ tròn. V4 = S4 .l4 = .R42 .l4 = 3,14 . 52 = 316110 (mm3). (3 – 3) Vlt = 163592 + 5483400 – 2264600 – 316110 = 3066281 (mm3) = 3066,282 (cm3). Khối lượng vật liệu lý thuyết: Mlt = Vlt . = 3066,282 .7,51 = 22997 (g) ≈ 23 (kg) (3 – 4) Thể tích thực tế của vật đúc: Vtt = Vlt + Vlt . (3 – 5) Trong đó: - Độ co tự do của gang đúc theo thể tích (= 0,9%) theo [2 – tr90]. Vtt = 3066,282 + 3066,282 .0,9 = 5825,936 (cm3). Khối lượng vật liệu thực tế cho một sản phẩm là: Mtt = Vtt . = 5825,936 .7,51 = 43694,519 (g) ≈ 43,7 (kg) (3 – 6) Khối lượng vật liệu thực tế đúc cho hai giá đỡ chữ A là: Mtt’ = Mtt .2 = 43,7 .2 = 87,4 (kg). (3 – 7) 3.1.3.QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ ĐÚC. 1.Thiết kế công nghệ đúc. Đây là bước rất quan trọng trong quá trình sản suất vật đúc, nó ảnh hưởng tới tính kỹ thuật và kinh tế của sản phẩm đúc. Thiết kế công nghệ đúc phải đảm bảo được cả chất lượng vật đúc lẫn tính kinh tế cao. Vị trí vật đúc trong khuôn khi rót. Vị trí vật đúc trong khuôn khi rót thường được chọn theo phương pháp làm khuôn, cách bố trí hệ thống rót, lượng dư gia công cơ khí, lượng dư công nghệ, kích thước của hòm khuôn. Những bề mặt gia công quan trọng lớn nên đặt ở phần dưới của khuôn để tránh các khuyết tật như: rỗ xỉ, khí … Vị trí của vật đúc khi rót được chọn sao cho ít tốn kém nhất về vật liệu, về lao động, về mẫu và hòm khuôn. Vị trí của khuôn khi rót phải bố trí sao cho dễ dàng đặt ruột vào khuôn được vững chắc mà không cần các chất kết dính, không để ruột bị biến dạng vì trọng lượng bản thân hay vì áp lực. Vị trí của mẫu khi àm khuôn, chọn mặt giáp khuôn và mặt phân khuôn. Việc chọn vị trí của mẫu khi làm khuôn cũng như mặt ráp khuôn và mặt phân mẫu có ảnh hưởng lớn đến quá trình kỹ thuật làm khuôn, độ chính xác của vật đúc.Vị trí của mẫu trong khuôn và mặt ráp khuôn phải chọn sao cho bộ mẫu thật đơn giản, rẻ tiền và có càng ít phần rời cành tốt . Đồng thời cần đảm bảo số ruột là ít nhất để cho thời gian chế tạo và lắp ruột càng ngắn, vật đúc càng chính xác, ít bavia ở chỗ giáp mối khuôn và ruột . Chiều cao của mẫu và chiều cao chung của khuôn là bé nhất. Mẫu có chiều cao lớn sẽ khó lấy ra khỏi khuôn, dễ làm hỏng khuôn lúc lấy mẫu, khó lắp đặt ruột vào khuôn, làm biến dạng vật đúc do độ nghiêng thành mẫu, khó tạo ra hòm khuôn thích hợp. Ngoài ra mặt ráp khuôn còn nên chọn sao cho tất cả các mặt đều nằm ở phần khuôn dưới để dễ lắp đặt ruột, dễ kiểm tra vị trí của ruột trong khuôn. Vị trí của mẫu khi làm khuôn mặt ráp khuôn được chọn sao cho khuôn dễ lắp ráp, dễ kiểm tra, khuôn dễ sửa dễ sấy. sai lệch cho phép về kích thước, khối lượng của vật đúc và lượng dư. Sai lệch cho phép về kích thước, khối lượng của vật đúc và lượng dư. Sai lệch về kích thước và khối lượng. Tất cả các vật đúc được chia ra làm ba cấp tuỳ theo độ chính xác yêu cầu. Độ chính xác cấp 1 dùng cho sản xuất lớn và bao gồm những vật đúc làm khuôn bằng máy với mẫu kim loại, độ chính xác cấp 2 dùng cho sản xuất hàng loạt, và độ chính xác cấp 3 là sản xuất đơn chiếc và làm khuôn bằng tay với mẫu gỗ. Hạn sai lệch trên của vật đúc là độ sai khác giữa kích thước cho phép lớn nhất và kích thước danh nghĩa ghi trên bản vẽ được ghi bằng dấu (+). Hạn sai lệch dưới là độ sai khác giữa kích thước danh nghĩa với kích thước cho phép bé nhất được ghi bằng dấu (-). Sai lệch cho phép () về kích thước đối với những vật đúc bằng gang xám được tra theo bảng 10[2 - tr77] ứng với kích thước đo của vật đúc là 600(mm) và dạng sản xuất chiếc là: Sai lệch trên (600 + 5), sai lệch dưới (600 – 3). Sai lệch cho phép () về khối lượng vật đúc bằng gang xám được tra theo bảng 14[2 - tr80] cho vật đúc có khối lượng dưới 100(kg) ứng với dạng sản xuất đơn chiếc là 10 (%). Lượng dư gia công cơ khí. Lượng dư gia công cơ khí được chọn hợp lý. Nếu lượng dư gia công quá lớn rõ ràng là không có lợi vì vừa làm tăng khối lượng của vật đúc, vừa gây tốn kém cho quá trình gia công. Nhưng lượng dư gia công quá nhỏ cũng không có lợi vì có thể tăng tỷ lệ phế phẩm, làm hao mòn nhanh chóng các dao dùng để cắt gọt lớp da đúc, làm giảm tốc độ cắt gọt từ (60 – 80)%, kéo dài thời gian gia công . Với mặt đúc bằng gang xám, có kích thước lớn nhất là 600(mm), lượng dư lớn nhất để gia công cơ khí ứng với dạng sản xuất đơn chiếc cho vật đúc đơn giản được tra theo bảng 18[2 - tr83] là 7(mm). Lượng dư gia công cơ khí lỗ lắp ghép của vật đúc bằng gang xám cho vật đúc có kích thước lớn nhất là 600(mm), dạng sản xuất đơn chiếc được tra theo bảng 20[2 - tr86] là 9(mm). Lượng trừ co. Lượng co phụ thuộc vào loại vật liệu đúc, hình dáng vật đúc, chiều dày thành kim loại và độ rắn của khuôn, nhiệt độ kim loại lỏng rót vào. Sai số về độ co không chỉ làm thay đổi các kích thước dài của vật đúc mà còn làm xê dịch các phần riêng biệt so với vị trí đã quy định trong bản vẽ. Kết quả là sau khi gia công vật đúc sẽ có thành không đều. Lượng co theo chiều dài của vật đúc bằng gang xám được tra theo bảng 28[2 – tr90] trung bình là: Độ co cản trở (0,8%), độ co tự do (0,9%). Lượng dư công nghệ. Lượng dư công nghệ bao gồm: Lượng dư khi đúc lỗ, rãnh, và các phần rỗng khác, lượng dư do độ nghiêng của các thành vật đúc sinh ra, lượng dư ở các chỗ cắt đậu ngót, phần đúc thêm để gá vật đúc lúc gia công cơ, gân chống nứt, lượng dư bù trừ cho sự co lệch theo hướng bất kỳ và cho sự biến dạng của vật đúc. Giá đỡ ổ trục là vật đúc đơn giản, đúc bằng gang xám nên không dùng đậu ngót vì vậy có thể bỏ qua lượng dư công nghệ trong quá trình đúc. Bảng (3 -4): Các giá trị sai lệch cho phép. Sai lệch kích thước (mm) Sai lệch khối lượng Lượng dư gia công cơ khí (mm) Lượng trừ co (%) Sai lệch trên Sai lệch dưới Bị cản trở Tự co +5 -3 10 (%) 4 0,8 0,9 2.Chế tạo bộ mẫu để làm khuôn và ruột. Vật liệu chế tạo mẫu. Bộ mẫu có thể làm bằng nhiều loại vật liệu khác nhau và phải đảm bảo các yêu cầu chung là: - Dễ gia công cắt gọt, đảm bảo độ chính xác và độ bóng cho bộ mẫu để đảm bảo độ chính xác cho vật đúc và năng suất làm khuôn. - Bền, cứng, nhẹ để sử dụng lâu dài, thao tác lấy mẫu ra khỏi khuôn nhẹ nhàng. - Không biến dạng, co nở trong khi sử dụng. - Rẻ tiền. Chọn vật liệu chế tạo mẫu là gỗ vì nó thoả mãn các yêu cầu: Nhẹ, rẻ, dễ gia công cắt gọt, dễ gắn và ghép. Nhược điểm của mẫu gỗ là: Tổ chức không đồng nhất, độ bền không cao, dễ hút ẩm và biến dạng. Khắc phục các hạn chế trên bằng cách sấy khô và sơn gỗ trước khi chế tạo mẫu. Cấp chính xác của mẫu. Cấp chính xác của mẫu tương ứng với cấp chính xác của vật đúc, nhưng sai lệch cho phép về kích thước yêu cầu nhỏ hơn vì còn phải tính đến sai lệch gây ra trong khi làm khuôn. Giá trị sai lệch cho phép về kích thước của mẫu được tra theo bảng 56[2 – tr207] ứng với kích thước mẫu là 605 (mm) và cấp chính xác 3 là 1,5 (mm). 3.Chế tạo khuôn và ruột. Vật liệu làm khuôn. Vật liệu làm khuôn là tên gọi chung cho các loại nguyên liệu dùng để chế tạo khuôn đúc. Cũng vì thế thông thường người ta gọi tên khuôn đúc theo vật liệu làm khuôn: khuôn cát, khuôn kim loại… Vật liệu làm khuôn có ảnh hưởng tới toàn bộ quá trình sản xuất như: qui trình công ngệ, trang thiết bị, chế độ làm việc, chất lượng sản phẩm. Xu hướng hiện nay là các phương pháp đúc đặc biệt thay cho đúc trong khuôn cát để tăng độ chính xác và cơ tính cho sản phẩm. Trong điều kiện nước ta hiện nay, đúc trong khuôn cát vẫn là chủ yếu đặc biệt là các vật đúc lớn. Những vấn đề cơ bản về vật liệu làm khuôn cát - đất sét: - Những vật liệu ban đầu để tạo nên hỗn hợp làm khuôn gồm có: + Vật liệu hạt của hỗn hợp gọi là cát làm khuôn. + Vật liệu dính (chất dính). + Các chất phụ thêm. - Hỗn hợp làm khuôn và các tính chất cần có của hỗn hợp. - Chuẩn bị và chế biến hỗn hợp. Yêu cầu đối vơi cát làm khuôn: Chịu nóng, không tác dụng với kim loại lỏng, dẫn nhiệt tốt, dãn nở nhiệt ít, khí thoát ra ngoài dễ, chỉ cần dùng ít chất dính đã có độ bền cao, không độc hại, sử dụng được lâu dài. Chất dính dùng cho hỗn hợp làm khuôn và làm ruột phải thoả mãn những yêu cầu sau: - Tạo cho hỗn hợp làm khuôn có đủ độ bền cần thiết. - Phân bố dễ dàng khắp bề mặt vật liệu hạt và cả khối vật liệu hạt để dễ trộn và cho độ bền cao. - Tạo cho hỗn hợp làm khuôn có tính dẻo nhưng không dính bám vào mẫu. - Khi vật đúc kết tinh xong thì giảm tính dính kết để giảm độ bền của khuôn, nhất là ruột. - Ít hút nước, ít sinh khí. - Không độc hại. Rẻ và dễ kiếm. Chất phụ pha vào hỗn hợp làm khuôn có tác dụng: Tạo cho hỗn hợp những tính chất cần thiết phù hợp với yêu cầu công nghệ, ngăn cản sự tác dụng bất lợi gữa kim loại lỏng với hỗn hợp làm khuôn, tạo cho hỗn hợp có tính co bóp tốt, giảm độ bền của hỗn hợp sau khi vật đúc đã đông đặc để chống nứt vỡ khuôn, tăng độ thông khí cho hỗn hợp. Hỗn hợp làm khuôn và ruột. Chọn hình thức làm khuôn và ruột. Hình thức làm khuôn được chọn dựa vào các yếu tố: Vật liệu đúc, số lượng và kích thước vật đúc, tính đơn giản và phức tạp của vật đúc, điều kiện sản xuất của xưởng… Từ các yếu tố trên, chọn hình thức làm khuôn cát. Yêu cầu của hỗn hợp làm khuôn cát - đất sét: - Tính dẻo tốt để tạo rõ hình nét vật đúc. Tính dẻo này thuộc lượng chất dính và độ hạt của cát, tính dẻo tăng khi cát càng nhỏ và lượng nước tăng. - Tính bền cao để không hư hỏng khi vận chuyển, lắp ráp, chịu được áp lực tĩnh và động của dòng kim loại rót vào khuôn. - Tính co bóp tốt để tránh hiện tượng nứt và cong vênh vật đúc. - Chịu nhiệt tốt không làm cát bị cháy để dễ dàng cắt gọt và làm sạch vật đúc. - Tính bền lâu tốt để sử dụng nhiều lần mà vẫn đảm bảo các tính chất cơ bản của hỗn hợp theo yêu cầu. Sự khác biệt giữa hỗn hợp làm ruột và hỗn hợp làm khuôn. Ruột là bộ phận tạo hình lỗ rỗng ở trong vật đúc. Như vậy, phần lớn ruột bị kim loại lỏng bao quanh nên chất lượng của hỗn hợp làm ruột phải cao hơn chất lượng hỗn hợp làm khuôn. Nói chung là nó cần có độ bền, độ thông khí cao, độ sinh khí thấp, độ chịu nóng cao, độ co bóp tốt, độ rắn sau khi vật đúc đông xong nhỏ để đảm bảo vật đúc không bị rỗ khí, rỗ cát, cháy dính cát và nứt. Ruột của khung máy có dạng đơn giản nên có thể dùng luôn hỗn hợp làm khuôn để chế tạo ruột. Bảng (3 - 5): Thành phần của hỗn hợp làm ruột đúc gang. Cát mới Cát cũ Đất sét bột Mùn cưa Độ bền nén tươi kG/cm2 Độ thông khí 25% 52,5% 7,5% 15% 0,75 – 0,85 80 - 100 Các giai đoạn chính của quá trình sản xuất hỗn hợp làm khuôn và làm ruột của vật đúc. - Chuẩn bị nguyên vật liệu ban đầu. - Pha chế và trộn đều . - Ủ và đánh tơi hỗn hợp. Chế tạo ruột. Để đúc giá đỡ ổ trục cần phải chế tạo hai ruột.Cả hai ruột được chế tạo bằng cát. Ruột nhỏ được chế tạo riêng, ruột lớn được chế tạo đồng thời trong quá trình làm khuôn. Hệ thống rót. Hệ thống rót dùng để dẫn dòng kim loại lỏng chảy êm, đồng đều và liên tục vào khuôn đúc. Ngoài ra nó còn phải ngăn không cho xỉ và các loại tạp chất khác lọt vào khuôn đúc cùng kim loại lỏng. Hệ thống rót phải có khối lượng bé, chiếm ít chỗ trong khuôn để có thể tận dụng thể tích của hòm khuôn, vật liệu đúc khác nhau thì cấu tạo hệ thống rót khác nhau. Do vật đúc không lớn, dạng sản xuất hàng loạt nhỏ có thể coi là dạng sản xuất đơn chiếc, trong trường hợp này hệ thống rót được đặc trưng bằng các rãnh dẫn kim loại lỏng vào khuôn. Vật đúc gang không dùng đậu ngót. Đặc điểm và các thao tác của quá trình làm khuôn bằng tay. Đặc điểm. - Có thể đúc được nhiều loại và dạng chi tiết có hình dạng đơn giản và phức tạp. - Độ chính xác của vật đúc không cao. - Điều kiện lao đông nặng nhọc. - Đòi hỏi công nhân tay nghề cao. Các thao tác chu yếu của quá trình làm khuôn bằng tay. - Giã khuôn. + Chuẩn bị mẫu để làm khuôn. Lau sạch mẫu, nếu có chỗ sần sùi thì xoa một lớp grafit hoặc dầu hoả để chống dính bám hỗn hợp làm khuôn. Đặt mẫu lên tấm đỡ mẫu đặt hòm khuôn, cần chú ý sao cho mẫu nằm sâu cân đối trong hòm, tránh hiện tượng mẫu nằm quá sát thành hòm, vì như vậy lớp cát sẽ mỏng dễ gây ra rò khuôn khi rót kim loại lỏng. + Phủ đều lớp cát áo lên mặt mẫu. Chiều dày lớp cát áo thuộc vào cỡ vật mẫu và trạng thái của khuôn khi rót. Với vật đúc là giá đỡ ổ trục tương đối lớn, chiều dày tối thiểu của lớp cát áo chọn trong khoảng 40 - 60 (mm) [8 - tr156]. Đầm chặt cát. Sau khi đủ cát áo, dùng xẻng xúc thêm cát đệm đổ vào hòm khuôn tạo nên một lớp cát dầy khoảng 50 - 70 (mm) rồi mới giã khuôn. Lớp cát này cần đảm bảo vì: Nếu mỏng quá sẽ làm cho chày giã vào mẫu gây hỏng mẫu, lớp cát sẽ bị rồn dẫn đến chỗ chặt, chỗ lỏng. Nếu dày quá giã không thấu hết, khuôn bị lỏng. Yêu cầu chính của việc giã khuôn là làm cho khuôn đúc vừa có đủ độ chặt để vừa đảm bảo bền vừa thoáng khí, độ chặt phải đều nhau, không có chỗ xốp quá chỗ chặt quá. Chỗ xốp quá sẽ bị áp lực kim loại lỏng làm nỗ gây nên sẹo đúc. Nên giã theo trình tự nhất định để đảm bảo độ chặt đều. Khi giã gần mẫu không quá mạnh để bảo vệ mẫu. Lúc đầu dùng chày giã đầu nhọn để đảm bảo độ đầm chặt tốt nhất do khi đổ đầy kim loại lỏng vào, càng dưới đáy khuôn áp lực tĩnh của kim loại lỏng càng cao. Lúc sau dùng chày đầu bằng do áp lực tĩnh của cột kim loại giảm xuống nên độ đầm chặt càng giảm dần. Bảng (3 – 6): Độ đầm chặt khuôn khi làm khuôn bằng tay (Đo ở bề mặt). Trọng lượng vật đúc (kg) Chiều cao từ đáy lỗ khuôn đến mặt thoáng của cốc rót (mm) Độ đầm chặt đo bằng đồng hồ (khuôn khô) Nửa khuôn dưới Nửa khuôn trên 25 - 100 Dưới 300 35 - 50 30 - 40 Khi đo độ cứng của khuôn khô, dùng đồng hồ có gắn dao. Khi đo ấn dao lên mặt khuôn và di chuyển đồng hồ dọc theo mặt khuôn khi dừng sẽ đọc kết quả. - Tạo hệ thống thoát hơi. Để tăng độ thông khí cho hỗn hợp làm khuôn, khi giã khuôn xong phải dùng dùi hơi xiên sâu vào khối cát để tạo hệ thống đường hơi quanh mẫu. Các lỗ hơi được tạo ra ở cả nửa khuôn trên và nửa khuôn dưới. Lỗ hơi được dùi cách mẫu từ 10 đến 25mm. Số lỗ hơi từ 7 đến 10 lỗ trên 1 dm2.Tạo rãnh dẫn kim loại lỏng ở nửa hòm khuôn dưới. - Lấy mẫu ra khỏi khuôn. Khi giã xong nửa khuôn dưới và lật lại rồi rắc cát phân cách để cho hai nửa khuôn không dính vào nhau. Dùng quạt da thổi sạnh cát trên mặt mẫu. Cho cát áo và cát đệm vào, tiến hành giã khuôn như làm nửa khuôn dưới. Tạo các lỗ thông hơi trên nửa hòm khuôn trên. Với giá đỡ ổ trục, tạo 10 lỗ thông hơi. Khi xong nửa hòm khuôn trên thì lấy nửa hòm khuôn trên ra. Dùng bút lông thấm nước làm ứơt phần cát quanh mẫu, dùng búa gõ vào mẫu gỗ, lay động theo chiều dọc và ngang làm long mẫu ra khỏi khuôn để dễ dàng rút mẫu lên. Mẫu dưới 20kg một người rút. Rút không được run tay gây ra vỡ khuôn.Vì khuôn vỡ, dù có sửa thì chất lượng sản phẩm cũng không cao. Không nên thấm nước quá nhiều quanh mẫu, vì nếu hỗn hợp quá ẩm khi rót kim loại vào dễ bị sôi làm vỡ cát rỗ khí. Vật đúc là gang, chỗ nào của khuôn ẩm quá gang dễ bị biến trắng. Không nên đánh động mẫu quá mức, tuy dễ lấy mẫu nhưng làm tăng kích thước và trọng lượng vật đúc. - Sửa khuôn. Khi lấy mẫu ra, nếu khuôn bị sứt, vỡ cát phải dùng dụng cụ hoặc tay đắp cát rồi miết phẳng đảm bảo đúng kích thước và hình dạng vật đúc. Dùng bóng đèn điện để kiểm tra độ phẳng có đạt hay không. Trường hợp quá nặng phải đặt mẫu để sửa. Khi sửa mặt phân khuôn phải cẩn thận không để kim koại lỏng trào ra tạo nên bavia. Sau khi sửa xong, dùng chổi sơn nước grafit rồi mới đưa đi sấy. Sấy khuôn bằng cách đốt than củi trên tấm lưới sắt đặt ngoài vỏ khuôn được thổi bằng quạt điện. - Lắp ráp khuôn. Lắp ráp khuôn là bước cuối cùng của việc làm khuôn đỏi hỏi phải tỉ mỉ và cẩn thận. Nếu lắp không đúng vật đúc sẽ bị hỏng. Công việc này đòi hỏi thợ bậc cao. Lắp ráp khuôn gồm các công việc sau: + Kiểm tra khuôn và ruột có đảm bảo chất lượng hay không, nếu hỏng nhẹ thì sửa, hỏng nặng thì phải làm lại. + Lắp ruột vào khuôn đúng vị trí quy định trên bản vẽ. + Kiểm tra vị trí và khoảng cách từ ruột đến thành lỗ khuôn đúc (kiểm tra chiều dày vật đúc) để điều chỉnh lại. + Đậy nửa khuôn trên, đặt tạ đè chống nổi hòm khuôn do kim loại lỏng đẩy lên. Quá trình làm khuôn như trên được thực trên nền xưởng. Dùng ngay cát trên nền xưởng để tạo nửa hòm khuôn dưới. Như vậy phải dùng đệm cát (chuẩn bị nền). Đúc giá đỡ ổ trục có chiều dày dưới 75(mm) nên dùng đệm cát mềm. Đệm cát phải đảm bảo in rõ nét của hình dạng của mẫu và đủ độ bền. Đệm cát không được ướt, thoát hơi tốt và chịu được sự tác dụng cơ học và nhiệt của kim loại lỏng. Trên nền cát của xưởng, đào một hố sâu khoảng 200(mm) đổ đầy cát vào giữa hố được thể hiện qua hình (3 – 5) ở trên, dùng thước gạt cho phẳng rồi trải đều lớp cát áo lên dày khoảng 10(mm). Dùng thanh ngang để ép cát cho phẳng sau đó dùng bay miết lại. Ấn mẫu xuống đệm, dùng búa gỗ gõ nhẹ để in dấu mẫu lên cát, dùng bay miết cát xung quanh rồi lấy mẫu lên, sửa và sơn là rót được. 4.Nấu và rót kim loại. Nấu kim loại. Lò nấu gang được sử dụng là loại lò chõ. Đặc điểm của lò chõ là: - Cấu trúc đơn giản, dễ chế tạo, đầu tư ít . - Tận dụng được nhiên liệu cỡ nhỏ . - Tuy nhiên còn hạn chế là: Năng suất thấp, chất lượng gang ra lò không ổn định, tốn nhiều than, tỷ lệ cháy hao kim loại cao, thao tác khó. Phạm vi sử dụng: Đúc vật nhỏ, số lượng ít, yêu cầu chất lượng không cao. Hình (3 – 6): Lò chõ cải tiến kiểu lò đứng thắt bụng. Nhiên liệu dùng cho lò đứng là than cốc, và cần đảm bảo các yêu cầu: Dễ cháy, nhiệt trị cao, ít tạp chất có hại, chịu được sức nén của vật liệu nặng hàng tấn, đủ bền, ít vỡ vụn làm bí lò. Để quá trình cháy tốt, chất lượng gang lỏng cao, thành phần hoá học đúng yêu cầu, tốn ít than cần kiểm tra mức liệu trong lò, kiểm tra lưu lượng và áp suất gió, kiểm tra nhiệt độ của gang ra khỏi lò, kiểm tra chất lượng mặt gẫy của gang. - Trường hợp cấp liệu bằng tay không cần kiểm tra mức liệu. - Sử dụng lượng gió phù hợp với lượng than trong lò là điều kiện quyết định công suất lò và nhiệt độ gang ra lò. Với tỉ lệ than/gang là 10%, gió thổi vào lò là 75m3/m2 ph thì công suất lò là 7,5 tấn/h , nhiệt độ gang ra lò khoảng trên 14000C. Ngoài ra kiểm tra lưu lượng và áp suất gió còn giúp ta biết mức liệu đầy hay vơi, các mắt gió có bị tắc hay không, liệu trong lò có liên tục và đều đặn hay không. Tất cả đều ảnh hưởng tới chất luợng gang ra lò. - Đo nhiệt độ: Để đảm bảo cho vật đúc có cơ tính cao, không có tật đúc như rỗ xỉ, rỗ khí, rót không đầy cần phải kiểm soát nhiệt độ gang ra lò. Nếu nhiệt độ gang ra lò thấp dưới mức yêu cầu thì không được rót vào khuôn. Với vật đúc mỏng phải rót ở nhiệt độ cao, vật đúc dầy rót ở nhiệt độ thấp. Thông thường nhiệt độ khí thải của lò từ 300 – 4000C thì chất lượng gang ra lò là đảm bảo nhất. - Kiểm tra chất lượng mặt gãy của gang: Hình (3 - 7) ở trên là mẫu nêm để kiểm tra độ biến trắng của gang đúc trong khuôn cát tươi. Mỗi lần lấy gang ra lò đúc phải rót mẫu, chờ đông xong rút ra nhúng vào nước và đập gẫy. Nếu chiều sâu biên trắng lớn thì phần mỏng của vật đúc sẽ bị biến trắng, nếu chiều sâu biên trắng nhỏ thì gang sẽ mềm (nhiều cacbon và silic), cơ tính thấp. Rót kim loại. Rót gang lỏng vào khuôn đúc là khâu không kém quan phần trọng để đảm bảo chất lượng của vật đúc. Nếu kỹ thuật rót không tốt sẽ làm cho sản phẩm bị lẫn xỉ, bị thiếu hụt, dễ gây ra tai nạn bỏng. Hình (3 – 8): Nồi rót khiêng tay. Yêu cầu đối với công nhân rót khuôn là: - Chọn kiểu nồi rót cho phù hợp, kiểm tra tình trạng của nồi trước khi dùng. Do xưởng nhỏ, lao động thủ công nên dùng nồi rót khiêng tay dưới 50kg. cỡ nồi rót được chọn theo trọng lượng của vật đúc. Không nên dùng nồi rót to quá sẽ làm mất nhiệt của gang. Nhiệt độ của gang giảm đi từ 20 – 400C khi rót từ lò ra nồi rót. - Phải biết được nhiệt độ của gang cao hay thấp so với yêu cầu của từng vật đúc, biết thành vật đúc dày hay mỏng để chọn nhiệt độ rót gang thích hợp. Với vật đúc thành mỏng thì rót với nhiệt độ cao và tốc độ rót nhanh trành thiếu hụt. Giá đỡ ổ trục là vật đúc có thành dày tương đối dày nên rót ở nhiệt độ thấp tốc độ chậm hơn để tránh rỗ co. Nói chung vật đúc bàng gang xám nên rót ở nhiệt độ thấp. Bảng (3 – 7): Nhiệt độ rót gang. Loại gang Chiều dày thành vật đúc (mm) Nhiệt độ rót (0C) Gang xám 50 - 100 1340 - 1250 - Chú ý an toàn lao động để tránh đổ, trào gang ra ngoài, tránh nổ… Không nên lấy quá đầy kim loại lỏng vào nồi, thường không quá 7/8 chiều cao nồi rót. Không đổ gang vào chỗ đọng nước, không cho dụng cụ gạt xỉ chưa qua sấy vào thùng gang để tránh nổ. Sau khi rót khuôn xong phải ủ vật đúc bằng cách giữ nhiệt độ ròi làm nguội chậm. Mục đích của ủ là để: + Khử ứng suất bên trong. Hình (3 – 9): Nhiệt luyện vật đúc gang xám. + Làm đồng đều thành phần. + Tạo cho vật liệu có cơ tính tốt để dễ dàng cho các bước gia công cơ tiếp sau. 5.Dỡ khuôn, phá ruột, làm sạch và kiểm tra, sửa chữa khuyết tật vật đúc. Phá dỡ khuôn đúc là lấy vật đúc và cát ra khỏi hòm khuôn và qua các giai đoạn sau: Chờ nguội, lấy vật đúc ra khỏi khuôn và phá bỏ ruột. Sau khi rót kim loại vào phải để nguội đến nhiệt độ nhất định mới được phá dỡ. Nếu phá dỡ quá sớm, vật đúc còn ở nhiệt độ cao dễ bị biến trắng, thậm chí bị nứt. Nếu phá dỡ muộn quá sẽ làm cho vật đúc co nhiều có thể bị nứt. Thời gian ủ và nhiệt độ phá dỡ khuôn vật đúc gang phụ thuộc vào tốc độ nguội, trọng lượng, vật liệu và mức độ phức tạp của vật đúc. Giá đỡ ổ trục là vật đúc bằng gang xám có thành tương đối dày, trọng lượng dưới 100(kg) nên thời gian ủ là 1 giờ và phá dỡ khuôn khi nhiệt độ vật đúc còn nằm trong khoảng: 5000C - 6000C [8 – tr305]. Phá dỡ khuôn bằng tay là phương pháp thủ công, dùng trong sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ. Phá ruột có thể bằng tay, đục hơi hay máy rung được thực sau khi phá dỡ khuôn xong. Làm sạch vật đúc gồm có: - Cắt bỏ hệ thống rót, đậu hơi và tẩy sạch bavia. Với vật đúc gang thường cắt bằng cưa và máy ép. - Làm sạch cát và màng ô xýt trên vật đúc bằng thùng quay. Cho vật đúc và những mẩu gang vụn vào đầy 70 – 80% thể tích thùng. Cho thùng quay khoảng 30 – 60 ph là được (tốc độ quay thùng là 20 – 30 vòng/phút). Khi thùng quay, do có sự cọ sát của những mẫu gang vụn với bề mặt vật đúc nên cát và màng ô xýt đều bị cạo sạch. Hình (3 - 10): Thùng quay làm sạch vật đúc. 1. Vỏ thùng; 2.Hai nắp đầu; 3.Mặt bích; 4.Nắp đậy; 5.Bộ phận dẫn động; 6.Vật đúc; 7.Sắt mẫu. - Tẩy bavia bằng máy mài. Kiểm tra và sửa chữa khuyết tật. - Các dạng khuyết tật gồm có: + Sai lệch hình dạng, kích thước, trọng lượng. Nguyên nhân do: lắp khuôn không chặt, đặt mẫu và ruột không đúng, bị cong vênh, chế tạo mẫu và ruột sai kích thước ghi trên bản vẽ. + Cháy cát, lõm, ria, giọt, hạt và xước trên bề mặt vật đúc. Nguyên nhân do: chất lượng vật liệu làm mẫu, làm ruột và khuôn không đảm bảo, độ ẩm và độ đầm chặt của hỗn hợp không tốt. + Nứt, rỗ khí, rỗ co do: rót ở nhiệt độ cao, chế tạo khuôn sai, độ hoà tan khí của kim loại lỏng lớn. + lẫn tạp chất, sai tổ chức, sai thành phần hoá học và cơ tính. - Kiểm tra khuyết tật bằng mắt thường đối với các khuyết tật ngoài và bằng thiết bị đối với các khuyết tật trong vật đúc. - Khuyết tật vật đúc có nhiều loại, tuỳ vào tính chất và đặc điểm của vật đúc mà có biện pháp sửa chữa. Có khuyết tật sửa được và không sửa được. Do loại hình sản xuất khung máy đo ma sát là sản xuất thủ công, khối lượng và mức độ phức tạp cũng như yêu cầu về chất lượng sản phẩm không cao lắm nên chọn hình thức thiết kế đơn giản. Trong trường hợp này, hồ sơ thiết kế chỉ cần: Phiếu công nghệ đúc, bản vẽ chi tiết đúc và bản vẽ khuôn. 3.2.GIA CÔNG CƠ SAU ĐÚC. 3.2.1.XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT, PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG. 1.Xác định dạng sản xuất. Máy đo ma sát là máy khảo nghiệm ma sát của ổ đỡ trục chân vịt, khung máy gồm có hai giá đỡ chữ A. Theo bảng 2.1[12 – tr24]chọn dạng sản xuất là dạng sản xuất đơn chiếc. 2.Phân tích chi tiết gia công. Chi tiết được thiết kế chế tạo là giá đỡ ổ trục (giá đỡ chữ A). Ngoài mặt đáy và bề mặt lắp ổ bi ra, các bề mặt còn lại của phôi không yêu cầu cao về độ chính xác và độ bóng nên rất dễ chế tạo trên các máy công cụ thông thường hiện có tại các xưởng.. Do kết cấu của giá đỡ chữ A tương đối đơn giản, tạo phôi bằng phương pháp đúc trong khuôn cát, mẫu gỗ, làm khuôn bằng tay, cấp chính xác đạt được là IT17, độ nhám bề mặt là Rz = 160 µm theo [12 – tr27]. 3.2.2.PHƯƠNG ÁN GIA CÔNG CÁC BỀ MẶT CỦA PHÔI. Thứ tự các bề mặt của phôi được thể hiện bằng hình (3 – 11). Hình (3 – 11): Thứ tự các bề mặt của giá đỡ ổ trục. Phương án gia công được thể hiện bằng bảng (3 – 8) dưới đây. STT Nguyên công số của bề mặt gia công số của bề mặt định vị Dạng máy công nghệ 1 Nguyêncông 1 (làm sạch) Tất cả các bề mặt ngoài Máy mài tay 2 Nguyên công 2 (phay mặt đáy) 8 7, 5 Máy phay 3 Nguyên công 3 (tiện) 1, 2, 10 3, 10 Máy tiện 4 Nguyên công 4 (khoan và ta rô ren) 6, 4 7, 5, 10 Máy khoan, ta rô 3.2.3.THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG CƠ. 1.Nguyên công 1. Nguyên công 1 có nhiệm vụ làm sạch các bề mặt của phôi đúc như: - Tẩy bavia phôi đúc. - Làm sạch các lớp cát cháy bám vào phôi đúc. - Mài tương đối phẳng các bề mặt để thuận lợi cho việc gá đặt để gia công các nguyên công sau. Dạng máy công nghệ được sử dụng là máy mài tay. 2.Nguyên công 2: Phay mặt đáy 8. Sơ đồ gá đặt:Thể hiện ở hình (3 – 12) Chọn máy công nghệ. Chọn máy phay đứng 6H82 theo [3 – tr458] có các thông số kỹ thuật chính sau: - Phạm vi tốc độ trục chính: 30 – 1500 (vòng/phút). - Bước tiến bàn máy (mm/phút): Hình (3 – 12): Sơ đồ gá đặt phay mặt đáy Dọc: 23,5 – 1180 Ngang: 23,5 – 1180 - Kích thước của máy (mm): Dài: 2440; Rộng: 2440; Cao: 2350 - Công suất động cơ chính: 7 (kW). Chọn đồ gá, dụng cụ cắt và dụng cụ kiểm tra. Vì gia công trên máy phay, phần gia công là mặt đáy nên chọn đồ gá gồm có: Ê tô, thanh kẹp và trục gá ngắn. Dụng cụ cắt là dao phay mặt đầu. Dụng cụ kiểm tra là thước cặp có độ chính xác là 0,02 mm và đồng hồ so. Dung dịch trơn nguội được chọn theo bảng 2.10[12 – tr53] là:Emunxi. 3.Nguyên công 3: Tiện lỗ. Bước 1: Tiện lỗ thông 2 có Ø92 (mm). Sơ đồ gá đặt. được biểu diễn ở hình (3 – 13) Hình (3 – 13): Sơ đồ gá đặt tiện lỗ thông Ø92 mm Chọn máy công nghệ: Chọn máy tiện 1A64 theo [3 – tr454] có các thông số kỹ thuật chính là: - Đường kính lớn nhất của chi tiết gia công trên thân máy: 800 (mm). - Số vòng quay của trục chính: 7,1 – 750 (v/ph). - Công suất động cơ truyền động chính: 17 (kW). - Số cấp tốc độ trục chính: 24 Chọn đồ gá, dụng cụ cắt, dụng cụ kiểm tra: Đồ gá được sử dụng là mâm cặp hoa mai tự định tâm, trên mặt mâm cặp có các rãnh để lắp các bu lông và chấu kẹp. Trên mâm cặp có lắp một đối trọng có trọng lượng tương đương trọng lương phôi gia công. Dụng cụ cắt là dao tiện lỗ thông. Dụng cụ kiểm tra là thước căp có độ chính xác là 0,02 mm. Dung dịch trơn nguội được dùng là Emunxi theo bảng 2.10[12 – tr53]. Bước 2: Tiện lỗ không thông có Ø150 (mm), có chiều dài 40 (mm). Sơ đồ gá đặt, dạng máy công nghệ, đồ gá, dụng cụ kiểm tra và dung dịch trơn nguội tương tự bước 1. Dụng cụ cắt là dao tiện lỗ không thông. Bước 3: Tiện mặt đầu 10 để lắp nắp ổ bi đỡ. Sơ đồ gá đặt, dạng máy công nghệ, đồ gá, dụng cụ kiểm tra và dung dịch trơn nguội tương tự bước 1. Dụng cụ cắt tương tự bước 2. 4.Nguyên công 4: Khoan và ta rô ren. Bước 1: Khoan 2 lỗ có Ø 21(mm). Sơ đồ gá đặt: Hình (3 – 14): Sơ đồ gá đặt khoa lỗ Ø21mm Biểu diễn qua hình (3 – 14) Chọn máy công nghệ: Chọn máy khoan đứng 2H135 theo[3 – tr468] có các thông số chính sau: - Đường kính lớn nhất khoan được: 35 (mm). - Công suất động cơ: 4(kW). - Phạm vi tốc độ trục chính: 31,5 – 1400 (v/ph). - Phạm vi bước tiến: 0,1 – 1,6 (mm/vòng). Chọn đồ gá: Dùng bàn máy. Chọn dụng cụ cắt là mũi khoan ruột gà có đường kính d = 21 (mm) Dụng cụ kiểm tra là thước cặp có độ chính xác là 0,02 mm. Bước 2: Khoan và ta rô 4 lỗ M10 x 30. Sơ đồ gá dặt: Biểu diễn qua hình (3 – 15) Chọn máy công nghệ và dụng cụ kiểm tra tương tự bước 1. Chọn đồ gá là chốt trụ dài và phiến tỳ. Dụng cụ cắt là mũi khoan ruột gà có đường kính d = 8,5 (mm), mũi ta rô. Hình (3 – 15): Sơ đồ gá đặt khoan và â rô lỗ M10x30 3.2.4.XÁC ĐỊNH LƯỢNG DƯ VÀ KÍCH THƯỚC TRUNG GIAN. Lượng dư trung gian và kích thước trung gian được xác định theo phương pháp tra bảng. Chỉ xác định lượng dư và kích thước trung gian ở các bề mặt quan trọng, các bề mặt còn lại không cần xác định. 1.Xác định lượng dư và kích thước trung gian cho bề mặt 8 có kich thước là 495 (mm). Lượng dư tổng cộng là: Vì sản xuất đơn chiếc nên phôi đạt cấp chính xác 3. Tra bảng 1.33[3 – tr 36] được lượng dư tổng cộng là: Zt = 6 (mm). Chiều dài gia công sẽ là: Lgc = 495 + Zt = 495 + 6 = 501 (mm). Tra bảng phụ lục 17[12] được dung sai phôi đúc là: = 6,3 (mm). Sai lệch hiới hạn của phôi là: = = = 3,15 (mm). (3 – 8) Kích thước giới hạn lớn nhất là: Lmax = Lgc + = 501 + 3,15 = 504,15 (mm) (3 – 9) Quy trình công nghệ gồm: Phay thô đạt cấp chính xác IT12, cấp độ bóng Ra = 12,5; dung sai là = 0,25 (mm) Phay tinh đạt cấp chính xác IT11, cấp độ bóng Ra= 6,3; dung sai là = 0,22 (mm) Các số liệu trên được tra theo bản phụ 1[9 – tr185]. Lượng dư phay thô được xác định: Z1 = 6 – 0,5 = 5,5 (mm). Kích thước phôi: L = 5013,15 (mm). Kích thước sau phay thô là: L1 = 501 – 5,5 = 495,5 (mm). Kích thước sau phay tinh là: L2 = 495,5 – 0,5 = 495 (mm). Kích thước ghi trên bản vẽ là: L’ = 495 -0,22 (mm). Các bước công nghệ gia công kích thước 495 (mm) Cấp chính xác Dung sai(mm) Lượng dư tra bảng (mm) Kích thước trung gian (mm) Phôi Phay thô Phay tinh IT17 IT12 IT11 6,3 0,35 0,22 6 5,5 0,5 5013,15 495,5-0,35 495-0,22 2.Xác định lượng dư và kích thước trung gian cho tiện lỗ Ø92 (mm). Tra bảng 13.3[3 – tr36] được lượng dư tổng cộng là: 4,5 (mm). Kích thước gia công là: Dgc = 92 – 4,5 = 87,5 (mm). Tra bảng phụ lục 17[12] được dung sai phôi là = 3,5 (mm). Sai lệch giới hạn của phôi là: = = = 1,75 (mm). Kích thước giới hạn là: Dmax = D = 87,5 1,75 (mm). Quy trình công nghệ gồm: Tiện thô đạt cấp chính xác IT15, có cấp độ bóng Rz = 100 µm, dung sai là = 1,4 mm. Tiện bán tinh đạt cấp chính xác IT12, cấp độ bóng Rz = 50 µm, dung sai là = 0,35 mm. Tiện tinh đạt cấp chính xác IT8, cấp độ bóng Rz = 6,3 µm, dung sai là = 0,054 mm. Các số liệu trên được tra theo bảng phụ lục 1[9 – tr185]. Lượng dư cho tiện tinh là: Z3= 0,5 (mm). Lượng dư cho tiện bán tinh là: Z2 = 1 (mm). Lượng dư cho tiện thô là: Z1 = 3 (mm). Kích thước phôi là: D = 87,51,75 (mm). Kích thước còn lại sau tiện thô: D1 = D + Z1 = 87,5 + 3 = 90,5 (mm) Kích thước còn lại sau tiện bán tinh là: D2 = D + Z2 = 90,5 + 1 = 91,5 (mm) Kích thước còn lại sau tiện tinh là: D3 = D + Z3 = 91,5 + 0,5 = 92 (mm) Kích thước ghi trên bản vẽ là: D’ = 92-0,054 (mm) Các bước gia công cấp chính xác Dung sai (mm) Lượng dư tra bảng (mm) Kích thước trung gian (mm) Phôi Tiện thô Tiện bán tinh Tiện tinh IT17 IT15 IT12 IT8 3,5 1,4 0,35 0,054 4,5 3 1 0,5 87,51,75 90,5-1,4 91,5-0,35 92-0,054 3.Xác định lượng dư và kích thước trung gian cho tiện lỗ Ø150 (mm). Từ lỗ Ø92 (mm) ta tiện lỗ bậc Ø150 (mm). Tra bảng phụ lục 17[12] được dung sai phôi là: = 4 (mm). Sai lệch giới hạn là: = = = 2 (mm). Quy trình công nghệ gồm: Tiện thô (chia làm nhiều lát cắt) đạt cấp chính xác IT15, dung sai là = 1,6 (mm). Tiện bán tinh đạt cấp chính xác IT12, dung sai là = 0,4 (mm). Tiện tinh đạt cấp chính xác IT7, dung sai là = 0,004 (mm) Chọn lượng dư cho tiện tinh là: Z 3 = 0,5 (mm). Chọn lượng dư cho tiện bán tinh là: Z2 = 1 (mm). Lượng dư còn lại là tiện thô được chia thành nhiều lát cắt, mỗi lát cắt có bề dầy t = 4 (mm). Các bước gia công Cấp chính xác Dung sai (mm) Lượng dư (mm) Kích thước trung gian (mm) Phôi Tiện thô Tiện bán tinh Tiện tinh IT15 IT12 IT7 1,6 0,4 0,004 4 1 0,5 92 148,5-1,6 149,5-0,4 150-0,004 Sau đó đưa ra ngoài tiện mặt lắp nắp ổ bi. Bề mặt này không quan trọng lắm nên chỉ cần tiện tạo bề mặt phẳng bằng cách đánh lệch bàn xe dao một góc 900 rồi tiến hành tiện mặt đầu này. Ban đầu chọn bề dầy lát cắt t = 2 (mm) nếu được thì thôi. Khi khoan lỗ Ø21 (mm) dùng mũi khoan ruột gà đuôi côn có đường kính d = 21 (mm), kiểu A có L = 250 và lo = 155 theo bảng 4.49[3 – tr367]. Dùng nắp ổ bi đánh dấu 4 lỗ M10 x 30 sau đó khoan bằng mũi khoan ruột gà có d = 8,5 (mm). Để ta rô ren trong dùng mũi ta rô tay có đường kính d = 10 (mm), bước ren s = 1,5 3.2.5.XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ CẮT THEO PHƯƠNG PHÁP TRA BẢNG. 3.2.5.1.Xác định chế độ cắt cho phay mặt 8. Phay thô: Chọn chiều sâu cắt t = 2 (mm). Lượng ăn dao của một răng được tính: S = Sb .Ks (3 – 10) Trong đó: Sb - Lượng ăn dao được tra theo bảng 5.125[6 – tr113] được Sb = 0,18 (mm) Ks - Hệ số hiệu chỉnh lượng ăn dao. Chọn KS = 1. S = 0,18 .1 = 0,18 (mm/răng). Lượng ăn dao: Sz = S .z = 0,18 .10 = 1,8 (mm) với số răng z = 10 răng. (3 – 11) Vận tốc cắt Vb = 181 (m/ph) được tra theo bảng 5.127[6 – tr115]. Vận tốc cắt thực: V = Vb .Kv = 181 .1 = 181 (m/ph). (3 – 12) Với hệ số hiệu chỉnh tốc độ cắt Kv = Ks = 1 Tốc độ quay trục chính: n = = = 640 (v/ph) (3 – 13) Thời gian gia công khi phay thô (T1) được tính theo công thức gần đúng theo bảng 2.25[12 – tr109] là: T1 = 0,0058 .L (ph) (3 – 14) Trong đó: L = Lct .Kvr (mm) (3 – 15) Với: L - Chiều dài gia công (mm) Lct - Chiều dài chi tiết (mm) Kvr - Hệ số kể đến lượng vào và ra dao. Tra bảng 2.26[12 – tr114] được Kvr=1,04 L = Lct .Kvr = 600 .1,04 = 624 (mm) T1 = 0,0058 .624 = 3,7 (ph) Phay tinh: Chọn chiều sâu cắt là: t= 0,5 (mm) Tra bảng 5.125[6 – tr113] được Sb = 0,1 (mm). Lượng ăn dao của một răng là: S = Sb .Ks = 0,1 .1 = 0,1 (mm/răng) Lượng ăn dao: Sz = S .z = 0,1 .10 = 1 (mm) cho z = 10 răng. Tra bảng 5.127[6 – tr115] được Vb = 232 (m/ph). Vận tốc cắt thực là: V = Vb .Ks = 232 .1 = 232 (m/ph). Tốc độ quay trục chính: n = = = 820 (v/ph). Thời gian gia công phay tinh (T2) được xác định tương tự T1 theo công thức gần đúng: T2 = 0,0048 .L (ph) (3 – 16) Với L = 624 (mm) T2 = 0,0048 .624 = 3 (ph). Tổng thời gian gia công phay là: Tm = T1 + T2 = 3,7 + 3 = 3,7 (ph). 2.Xác định chế độ cắt cho tiện lỗ Ø150 (mm). Tiện thô: Chọn chiều sâu cắt là t = 4 (mm). Lượng chạy dao S khi tiện thô mặt ngoài được tra theo bảng 5.11[6 – tr11] được S = 1,8 (mm/v). Vận tốc cắt được tra theo lượng chạy dao theo bảng 5.65[6 – tr57] được V = 55 (m/ph). Số vòng quay: n = = = 190 (v/ph). Tiện bán tinh: Chọn chiều sâu lát cắt là t = 1 (mm). Lượng chạy dao S, vận tốc cắt V, số vòng quay n được tra cùng bảng và tính tương tự như bước tiện thô lần lượt là: S = 1 (mm/v); V = 110 (m/ph); n = = 234 (v/ph). Tiện tinh: Chọn chiều sâu lát cắt là t = 0,5 (mm). Lượng chạy dao, vận tốc cắt, tốc độ quay được xác định tương tự như tiện bán tinh, kết quả là: S = 0,56 (mm/v); V = 124 (m/ph); n = = 265 (v/ph). Thời gian gia công tiện lỗ Ø150 mm được xác định chính xác theo công thức sau: Tm = (ph) theo [12 – tr105]. (3 – 17) Trong đó: L = Lct .Kvr là chiều dài gia công (mm) Với: Chiều dài chi tiết: Lct = 50 -10 = 40 (mm) Hệ số kể đến lượng vào và ra dao là Kvr = 1,23 theo bảng 2.26 [12 – tr113]. L = 40 .1,23 = 49,2 (mm) i - Số lần chuyển dao. n - Số vòng quay của trục chính (v/ph). S - Lượng ăn dao (mm/v). Thời gian tiện thô (T1) là: T1 = = = 2,16 (ph). Với i1 = = =15 (3 – 18) Thời gian tiện bán tinh là: T2 = = = 0,21(ph) Thời gian tiện tinh là: T3 = = = 0,33 (ph). Tổng thời gian tiện lỗ Ø150 (mm) là: Tm = T1 + T2 + T3 = 2,7 (ph). Chế độ cắt cho tiện lỗ Ø92 (mm) được xác định tương tự như cho tiện lỗ Ø150 (mm), kết quả được thể hiện qua bảng (3 – 7) dưới đây: Thời gian gia công tiện lỗ Ø92 mm cũng được xác định theo công thức (3 – 17). Thời gian tiện thô là: T1 = = = 0,18 (ph) Ở đây: L = Lct .Kvr = 50 .1,08 = 54 (mm) là chiều dài gia công. Hệ số kể đến lượng vào và ra dao Kvr = 1,08 theo bảng 2.26[12 – tr113]. Thời gian tiện bán tinh: T2 = = = 0.19 (ph). Thời gian tiện tinh là: T3 = = = 0,17 (ph). Tổng thời gian tiện lỗ Ø92 mm là: Tm = T1 + T2 + T3 = 0,54 (ph). Bảng (3 – 12) Các bước gia công Chiều sâu lát cắt (t, mm) Lượng chạy dao (S, mm/v) Vận tốc cắt (V, m/ph) số vòng quay (n, v/ph) Tiện thô Tiện bán tinh Tiện tinh 3 1 0,5 1 0,75 0,75 87 110 124 310 380 430 Chế độ khoan rất đơn giản. Chiều sâu cắt khi khoan được xác định theo công thức sau: t = 0,5 .D (mm) theo [12 – tr101] (3 – 18) Trong đó: D là đường kính mũi khoan (mm). Chiều sâu cắt khi khoan lỗ Ø21 mm là: t = 0,5 .21 = 10,5 (mm) Chiều sâu cắt khi khoan lỗ Ø8,5 mm là: t = 0,5 .8,5 = 4,25 (mm). Giá trị của các thông số còn lại được tra bảng và thể hiện trong phiếu tổng hợp nguyên công. Thời gian khoan lỗ Ø21 mm được xác định theo công thức gần đúng: Tm = (0,000423 .D .L) tra theo bảng 2.25[12 – tr108]. (3 – 19) Trong đó: D - Đường kính mũi khoan (D = 21mm). L = Lct .Kvr = 50 .1,4 = 70 (mm) là chiều dài gia công. Với hệ số kể đến lượng vào ra mũi khoan Kvr = 1,4 theo bảng 2.26 [12 – tr113]. Tm = 0,000423 .21 .70 = 0,62 (ph). Thời gian khoan lỗ Ø8,5 mm được xác định theo công thức gần đúng sau: Tm = (0,00056 .D .L) tra theo bảng 2.25 [12 – tr108]. Với L = Lct .Kvr = 30 .1,5 = 45 (mm) là chiều dài khoan. Hệ số kể đến lượng vào ra mũi khoan khi khoan lỗ không thông có chiều dài L = 30 (mm) tra theo bảng 2.26[12 – tr113] được Kvr = 1,5 Tm = 0,00056 .8,5 .45 = 0,21 (ph). 3.3.HƯỚNG DẪN LẮP RÁP, CÂN CHỈNH VÀ VẬN HÀNH THIẾT BỊ. 3.3.1.HƯỚNG DẪN LẮP RÁP, CÂN CHỈNH. Vệ sinh trước khi lắp ráp: - Dùng dầu Diesel rửa ổ bi, rửa lại bằng nước sạch rồi lau khô. - Dùng nước rửa ống bao trục và bạc lót. Lắp ráp và cân chỉnh trong quá trình lắp ráp được thực hiện đồng thời. Thứ tự lắp ráp các chi tiết, bộ phận máy được thực hiện như sau: - Lắp đối trọng, thanh treo đối trọng và kim chỉ góc lệch vào ống bao trục. - Lắp 2 ổ bi đỡ vào hai giá đỡ ổ trục. Dùng búa đinh và dùng một thanh gỗ đóng đều các góc của ổ bi đảm bảo ổ bi vào đều. - Đặt 2 giá đỡ ổ trục lên hai thanh thép chữ U, một người đút ống bao trục qua 2 ổ bi. Ống bao trục được chặn bằng ổ bi qua hai gờ trên ống bao. - Chỉnh 2 giá đỡ ổ trục thẳng đứng, bắt các bu lông M20 x 80 định vị giá đỡ ổ trục với thanh thép chữ U, không siết chặt. - Lắp các bạc lót vào ống bao. Trên mỗi bạc lót có khoan một lỗ thông ở đầu, lồng cây thép nhỏ qua lỗ thông đó để điều chỉnh sao cho khớp 2 lỗ bắt vít đầu chìm trên ồng bao và trên bạc lót. Dùng tuốc lơ vít siết chặt vít đầu chìm này lại cố định bạc lót trong ống bao. - Dùng tay đẩy mạnh đối trọng để lắc qua lắ lại nếu dao động tắt dần có chu kỳ từ 15 đến 20 thì chứng tỏ hai đường đâm qua hai ổ bi đã trùng với đường tâm ống bao trục. Nếu số chu kỳ dao động tắt dần này nhỏ hơn chứng tỏ các đường tâm trên còn lệch nhau một góc nào đó. Điều chỉnh bằng cách dùng các miếng đệm có bề dày khác nhau lót giữa giá đỡ ổ trục với thanh thép chữ U, lót từng bên một để kiểm tra số chu kì dao động tắt dần tới khi thoả mãn mới thôi. Siết chặt các bu lông lại đúng lực siết cho phép . - Bôi mỡ bôi trơn cho ổ bi đỡ. - Lắp đệm nắp ổ bi và Nắp ổ bi, cố định chúng trên giá đỡủô trục bằng 4 bulông M10 x 30. - Lắp trục vào ống bao trục. Đầu trục có then lắp puly truyền động được lắp cùng phía với bạc lót ngắn (bạc lót phía mũi). - Lắp puly truyền động với trục. - Lắp quả nặng với trục. Quả nặng được lắp ở đầu trục có bạc lót dài (bạc lót phía lái). - Lắp puly nhỏ của bộ truyền động đai vào trục động cơ điện. - Lồng đai qua hai puly. Dùng tay bóp hai nhánh dây đai lại một lượng 0,03L (L là chiều dài đai). Cố định động cơ điện lại trên thân máy bằng các bu lông. Các dụng cụ chuyên dùng lắp ráp và cân chỉnh thiết bị gồm có: Bộ cà lê, mỏ lết, tuốc lơ vít, búa, cây gỗ nhỏ, cây thép nhỏ, kéo… 3.3.2.VẬN HÀNH THIẾT BỊ. Sau khi đã hoàn thành lắp ráp thiết bị, kiểm tra lại một lần nữa sau đó tiến hành công việc đo ma sát. Bộ phận đo ma sát của thiết bị gồm có: Thanh treo đối trọng, đối trọng, kim chỉ góc lệch và bảng chia độ. Ứng với một chế độ vận tốc đai, cần tiến hành như sau: - Đóng cầu dao cho động cơ điện hoạt động. - Ghi kết quả độ lệch kim ban đầu. - Đặt đối trọng lên thanh treo đúng trọng lượng cần thiết. - Khi vị trí kim đạt đến giá trị mới và cố định trong 5 phút, lúc đó mới ghi giá trị góc lệch đo được. Để thay đổi vận tốc trượt tức là thay đổi tốc độ quay của trục, bằng cách thay đổi tỷ số truyền của bộ truyền động đai cụ thể hơn là thay đổi cách mắc đai trên puly của động cơ điện và puly trên trục. Khi đó phải điều chỉnh lại vị trí của động cơ điện và cố định nó bằng các bu lông. Để thay đổi áp suất tác dụng lên ổ đỡ trượt, tiến hành thay đổi trọng lượng đối trọng trên thanh treo đối trọng. Chương 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT. 4.1.KẾT LUẬN. Qua thời gian thực hiện đề tài, tôi có một số kết luận sau: 1. Trong thiết kế đã chọn vật liệu GX15 – 32. Có thể thay thế bằng gang xám có mác gang khác, tức là thay bằng loại gang xám có thành phần hoá học và cơ tính khác nhau hoặc thay thế bằng vật liệu khác như hợp kim đồng. Khối lượng vật liệu chế tạo thay đổi theo loại vật liệu sử dụng. Tuy nhiên các kích thước thiết kế cũng thay đổi theo. So với các loại vật liệu khác thì gang là loại vật liệu có giá thành không cao nhưng tính đúc tốt, cơ tính khá phù hợp đúc thân các loại máy đảm bảo cứng vững, ít biến dạng. 2. Tải tác dụng lên khung máy sẽ thay đổi nếu thay đổi các kích thước L1 và L2. Trong đó: L1 - Chiều dài từ tâm quả nặng tới giữa bạc lót phía lái. L2 - Chiều dài từ tâm puly tới giữa bạc lót phía mũi. Sự thay đổi tải trọng sẽ dẫn đến thay đổi các thông số ban đầu để thiết kế dẫn đến thay đổi kích thước các tiết diện mặt cắt gang của giá đỡ ổ trục. Lắp ráp thiết bị phải đúng các kích thước L1, L2. 3. Phải kiểm tra động cơ điện khi có thêm lực của bộ truyền đai tác dụng lên trục. So với nội dung đề tài đề ra thì đã hoàn thành được các mục tiêu cơ bản là đưa ra hình dạng khung máy hợp lý và tính toán thiết kế kỹ thuật và chế tạo, đã đứng và theo sát khâu chế tạo và lắp ráp máy đo ma sát ổ đỡ trục chân vịt. 4.2. ĐỀ XUẤT Ý KIẾN. Quá trình thiết kế chế tạo khung máy được thực hiện trên cơ sở chọn chế độ làm việc của hệ trục là: P = (0,05 – 0,3) N/mm2 và V = (1 – 3) m/s. Vì vậy qúa trình đo ma sát nên thực hiện ở chế độ làm việc có giá trị nằm trong các giá trị đã lựa chọn để đảm bảo cho thiết bị làm việc tin cậy. Để tạo nên sự phân bố tải trọng (hay phân bố áp suất) trên toàn bộ chiều dài bạc lót. Điều này rất khó thực hiện được. Tuy nhiên có thể hạn chế nhược điểm này bằng biện pháp trong quá trình lắp ráp và cân chỉnh: Qua hơn hai tháng thực hiện đề tài, bản thân tôi gặp rất nhiều khó khăn, phần vì kiến thức còn non kém, thời gian hạn chế, phần vì chưa có kinh nghiệm thực tế, lần đầu tiên vận dụng kiến thức vào giải quyết một vấn đề thực tế. Nhưng được sự hướng dẫn tận tình và ưu ái của Thầy hướng dẫn PGS.TS Dương Đình Đối, sự giúp đỡ của các thầy cô trong khoa Cơ khí, Tập thể cán bộ và công nhân Xưởng Cơ khí Trường Đại học Thuỷ sản, Xưởng sản xuất Nguyễn Văn Giáp đến nay tôi đã hoàn thành đề tài. Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ quý báu đó. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Nguyễn Văn Ba – Lê Trí Dũng SỨC BỀN VẬT LIỆU (2 tập) Nhà xuất bản Nông nghiệp – 1998 2. Ngưyễn Xuân Bông - Phạm Quang Lộc THIẾT KẾ ĐÚC Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuât – 1978 3. PGS.TS Trần Văn Địch (chủ biên) cùng các tác giả SỔ TAY GIA CÔNG CƠ Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật – 2002 4. GS.TS Nguyễn Trọng Hiệp CHI TIẾT MÁY (2 tập) Nhà xuất bản Giáo dục – 1999 5. Nguyễn Đình Long TRANG BỊ ĐỘNG LỰC Trường Đại học Thuỷ sản – 1994 6. PGS.TS Nguyễn Đắc Lộc cùng các tác giả SỔ TAY CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY (tập 2) Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật 7. Võ Thành Lược VẬT LIỆU HỌC Trường Đại học Thuỷ sản – 2003 8. PTSKHKT Phan Tử Phùng HỎI ĐÁP VỀ ĐÚC GANG Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật – 1979 9. Th.S Đặng Xuân Phương BÀI GIẢNG CHẾ TẠO MÁY 2 Trường Đại học Thuỷ sản – 2003 10. Trần Hữu Quế - Đặng Văn Cứ - Nguyễn Văn Tuấn VẼ KĨ THUẬT CƠ KHÍ (2 tập) Nhà xuất bản Giáo dục – 1998 11. PTS Phạm Hùng Thắng GIÁO TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY Nhà xuất bản Nông nghiệp – 1992 12. Lê Trung Thực - Đặng Văn Nghìn HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Trường Đại học Bách khoa TP.Hồ Chí Minh – 1992 13. PTS Ninh Đức Tốn DUNG SAI LẮP GHÉP VÀ ĐO LƯỜNG KỸ THUẬT Nhà xuất bản Giáo dục – 1994 14. Th.S Nguyễn Văn Tường CHẾ TẠO MÁY 1 Trường đại học Thuỷ sản – 2002 15. Lê Quang Anh LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Nghiên cứu ảnh hưởng của phân bố tải trọng không đều đến ma sát trong ổ trục chân vịt dùng bạc lót bôi trơn bằng nước. 16. Bùi Quang Mẫn LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy thí nghiệm ổ trượt cho phòng thí nghiệm của Trường Đại học Thuỷ sản. 17. Lê Đức Tùng LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Thiết kế chế tạo máy sấy nấm cho trại trồng nấm bán công nghiệp vừa và nhỏ.