Thành lập bản vẻ vật đúc và trình bày công nghệ làm khuôn đúc một chi tiết bằng gang xám

BÀI TẬP ĐỊNH KỲ: CÔNG NGHỆ KIM LOẠI Đề bài : Thành lập bản vẻ vật đúc và trình bày công nghệ làm khuôn đúc một chi tiết bằng gang xám: I.Thành lập bản vẽ chi tiết của vật đúc: Bản vẽ chi tiết là bản vẽ có đầy đủ các nội dung như : mặt phân khuôn, kích thướt danh nghĩa, lượng dư gia công, lượng dư công nghệ, dung sai vật đúc, độ nhám bề mặt , độ côn , góc lượn của vật đúc. Chọn vật đúc: Chi tiết đúc được chọn có tên : ống nối chữ T (dùng trong máy thủy lực của xe cẩu) . Vật liệu : gang xám 15-32 . Kích thước: + Đường kính ngoài 250 [mm] + Đường kính trong 110 [mm] + Độ dày lớn nhất 70 [mm] + Chiều dài lớn nhất 350 [mm] + Khối lượng vật đúc. Kích thướt danh nghĩa : Được dùng để xác định lượng dư gia công cắt gọt, nó là khoảng cách lớn nhất giữa 2 mặt có gia công đối diện hay là từ mặt đáy hoặc từ đường tâm tới mặt có gia công. Những kích thướt ghi trên bản vẽ chi tiết dưới đây chính là kích thướt danh nghĩa của vật đúc. Dung sai vật đúc: Là sự sai lệch cho phép giữa kích thướt danh nghĩa và kích thướt thực của vật đúc hay nói cách khác dung sai là hiệu số giữa kích thướt giới hạn lớn nhất và kích thướt giới hạn nhỏ nhất. Trên bản vẽ dung sai thường được ký hiệu trên đầu kích thướt danh nghĩa. Ví dụ : A±b có nghĩa là : A: là kích thướt danh nghĩa b: là độ sai lệch. Độ nhám bề mặt: Là tập hợp những nhấp nhô có bước tương đối nhỏ trên bề mặt thực chi tiết được xét trong chiều dài chuẩn. Theo TCVN có nhiều cấp nhám, ngoài ra còn có các trị số như Ra và Rz . nếu độ nhám trung bình ta dùng chỉ tiêu Ra còn nếu độ nhám quá thô hoặc rất tinh ta dùng chỉ tiêu Rz. Trên bản vẽ dưới đây ta có dùng các giá trị độ nhám sau: Ví dụ: Rz80 : cho ta biết bề mặt chi tiết có độ nhám thô và rất tinh , độ nhám 80µm 1.25: cho ta biết quá trình gia công sẽ lấy đi lớp vật liệu là 1.25 µm 0 : cho biết bề mặt đó không gia công. II. Thành lập bản vẽ vật đúc Hình 1: Bản vẽ chi tiết 1. Chọn mặt phân khuôn: Có nhiều cách bố trí mặt phân khuôn nhưng để đảm bảo một số yêu cầu sau mà chúng ta sẽ chọn mặt phân khuôn như hình dưới đây: Hình 2: Xác định mặt phân khuôn Với việc chọn mặt phân khuôn như trên vật đúc của chúng ta sẽ đạt được cơ tính cao hơn đồng thời củng đảm bảo: + Việc làm khuôn và rút mẩu ra được dể dàng hơn + Đảm bảo sự đơn giản , có một mặt phân khuôn + Đảm bảo độ chính xác và vị trí tương quan giữa các phần vật đúc Tuy vậy trong qua trình thao tác cần hết sức chú ý vì vật đúc lớn nên củng rất dể xảy ra sai sót dẩn đến khó rút mẩu hoặc khó làm khuôn. 2. Lượng dư công nghệ và lượng dư gia công. - Lượng dư công nghệ là phần kim loại lấy thêm để đảm bảo công nghệ đúc, phù hợp với việc gia công sau này ví dụ như việc gia công sử dụng các loại máy phay, máy tiên , máy bào…thì lượng dư là rất cần thiết để tạo gờ kẹp chi tiết khi gia công. - Lượng dư gia công cắt gọt: là phần kim loại lấy dày thêm trên thành chi tiết để gia công cắt gọt nhằm tạo độ bóng và độ chính xác trên bề mặt chi tiết theo bản vẽ chi tiết yêu cầu. trên bản vẽ vật đúc lượng dư gia công được ký hiệu màu đỏ và được cộng thêm vào kích thướt của chi tiết. Trong bài tập này với mẩu đúc bằng gổ , làm bằng tay và vật đúc có kích thướt bao ngoài lớn nhất là 250(mm). với cấp chính xác II theo bảng 1 trang 79 giáo trình CÔNG NGHỆ KIM LOẠI I của GVC.ThS Nguyễn Thanh Việt ta được lương dư gia công cắt gọt cho mặt trên là 0, lượng dư gia công cắt gọt cho mặt bên là 4(mm). Góc nghiêng (hay độ xiên mặt ngoài của mẩu và hộp ruột). Độ xiên là thành phần vật đúc được làm nghiêng một góc nhỏ so với mặt phân khuôn nhằm tạo thuận lợi cho việc rút mẩu ra khỏi khuôn khi làm khuôn, với chi tiết ở bài tập này tra theo bảng 2: Độ xiên mặt ngoài của mẩu và hộp ruột (TCVN 386-70) ta xác định được độ xiên mặt ngoài là 10 vì chiều cao mặt mẩu là 70(mm) và độ xiên mặt cạnh là 30 vì chiều cao mặt mẩu là 1030. Góc đúc là góc được tạo bởi các bề mặt chuyển tiếp, góc đúc đảm bảo sự chuyển tiếp đều đặn giữa các chiều dày thành để quá trinh đầm chặt rút mẩu không bị nứt và qua trình co ngót không tạo ứng suất tại các góc , quá trình điền đầy khuôn sẻ dễ dàng hơn. Hình 3: Xác định lượng dư gia công ,độ xiên và góc đúc. Thiết kế ruột Ruột có tác dụng choán chổ khoảng trống do mẩu tạo ra để tạo nên khoảng trống (lổ trống) trong vật đúc Để tạo độ chính xác và cứng vững cua ruột trong khuôn ta cần phải tạo đầu gác ruột , đầu gác ruột phải có khe hở với mẩu để khi lắp ghép và tháo ruột được dể dàng và tránh bị vỡ khi đè khuôn Đường ruột được quy định màu xanh , nếu cắt dùng ký hiệu mặt cắt , nếu giữ nguyên chỉ cần ký hiệu theo đương viền Trên ruột có xương ruột có tác dụng làm tăng độ cứng vững của ruột. Đối với bài tập này ta sử dụng phương pháp làm ruột theo kiểu hộp ruột bổ đôi bằng cách lắp 2 nữa ruột lại và kẹp chặt với nhau , đặt xương ruột và đặt ống thông hơi ruột sau đó cho hỗn hợp làm ruột vào hộp ruột và đầm chặt. dùng búa gõ nhẹ để lấy một nữa hộp ruột ra, sữa bề mặt trên sau đó đặt tấm sấy định hình để đổ ruột lên và sữa nữa bề mặt còn lại, sơn bề mặt ruột và đưa đi sấy . Đối với chi tiết này ta thiết kế ruột nằm ngang theo bảng 4,5,6 trang 81, 82 giáo trình CÔNG NGHỆ KIM LOẠI I của GVC. ThS Nguyễn Thanh Việt ta chọn được các kích thướt sau: Chiều cao đầu gác ruột l = 90 Các kích thướt khe hở S1=2 , s2 = 2, s3 = 7, α = 50 , β = 60 Hình 4: Ruột nằm ngang Hình 5: Hộp ruột 5. Thiết kế hệ thống rót, đậu hơi, đậu ngót. Hệ thống rót bao gồm phểu rót , ống rót, rãnh lọc xỉ và rãnh dẫn kim loại Hệ thống rót yêu cầu phải điền đầy tốt kim loại lỏng trong khuôn , dòng chảy kim loại phải êm , đều đặn không va đập và làm xóa lỡ bề mặt khuôn. Dựa vào bảng 7,8 trang 84 giáo trình CÔNG NGHỆ KIM LOẠI I của GVC.ThS Nguyễn Thanh Việt ta chọn được các kích thướt sau: + Rãnh lọc xỉ : a = h = 24 (mm) , b = 19 + Rãnh dẩn hình thang thấp : a = 21, b = 19, h = 3 a b Hình 6: Rãnh lọc xỉ (a) và rãnh dẫn hình thang thấp (b) Đậu hơi : là bộ phận để khí trong lòng khuôn sẻ thoát ra ngoài khi rót kim loại vào tránh khuyết tật rổ khí cho vật đúc Trong bài tập này ta bố trí 2 đậu hơi nhằm tăng cường khả năng thoát khí ra ngoài cho vật đúc. Bản vẽ công nghệ đúc (vật đúc) Dựa vào bản vẽ chi tiết và các số liệu tra trong bảng ta có thể vẽ được bản vẽ vật đúc như sau: Công nghệ làm khuôn: 1. Chuẩn bị mẩu : căn cứ vào bản vẽ vật đúc mà ta thiết kế mẩu đúc tương ứng , với bài tập này ta có mẩu đúc như sau. Hình 8: Bộ mẩu 2. Làm khuôn trong hai hòm khuôn. Trình tự làm khuôn này cần phải qua 3 giai đoạn với 24 bước : giai đoạn làm khuôn trên , giai đoạn làm khuôn dưới , giai đoạn rút mẩu , sữa khuôn và ráp khuôn. Giai đoạn làm khuôn dưới : Bước 1 đặt nữa mẩu dưới lên tấm đỡ mẩu , bước 2 đặt hom khuôn dưới lên , rắt bột chống dính hỗn hợp lên khuôn mẩu, bước 3 đổ từng lớp hổn hợp làm khuôn dày 50-60mm vào hòm khuôn , bước 4,5 dùng chày giả để đầm chặt hổn hợp , bước 6 gạt hổn hợp thừa trên hồm khuôn bằng cách dung thướt gạt phẳng, bước 7 dùng cây xiên hơi để tạo rãnh xiên hơi với mật độ 6-9 lổ /dm2 cuối cùng bước 8 lật ngược khuôn lại để chuẩn bị làm tiếp khuôn trên. Giai đoạn làm khuôn trên. Bước 9 đặt mẩu trên lên mẩu dưới nhờ các chốt định vị, bước 10 đặt hòm khuôn trên lên hòm khuôn dưới thong qua chốt định vị hòm khuôn và tiếp tục làm tương tự như làm khuôn dưới cho tới bước 16 , chú ý ở bước 11 ta tiến hành đặt mẩu ống rót và rãnh lọc xỉ , đậu hơi để tạo hệ thống rót , bước 15 chú ý xiên hơi xong mới rút mẩu ống rót và tạo phểu rót. Giai đoạn rút mẩu ,sữa khuôn và ráp khuôn Bước 17,18 nhấc khuôn trên và dưới ra đặt dưới nền xưởng , mẩu nằm ở khuôn nào sẻ dính theo khuôn ấy , bước 19 quét nước xung quanh mẩu để hỗn hợp gần mép mẩu có độ dẻo , bước 20,21 tiến hành đá động và rút mẩu ra khỏi khuôn trên và khuôn dưới . nếu hỗn hợp ở bề mặt long khuôn bị dính vào mẩu cần phải sữa bề mặt làm khuôn . bước 22 đặt ruột vào khuôn dưới , bước 23 đặt nữ khuôn trên lên khuôn dưới nhờ chốt định vị hòm khuôn. Bước 24 đè khuôn để tiến hành kết thúc quá trình làm khuôn , khuôn chuẩn bị để rót lim loại lỏng vào. Các bước: Hình 9: Trình tự các bước làm khuôn trong hai hòm khuôn.