bài tập cơ khí đại cương 12

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.53 MB, 11 trang )

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRƯỜNG CƠ KHÍ

<b>Bộ mơn Hàn & Cơng nghệ Kim loại </b>

---o0o---

<b>BÀI TẬP CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG </b>

Mã HP: ME 2030

Thực hiện: SV. Vì Ngọc Tú MSSV: 20217794 Lớp KT Ơ tơ – 03 K66 Hướng dẫn: PGS.TS. Vũ Huy Lân

Hà Nội – 07/2022

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

M C L C ỤỤ

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ SẢN PHẨM ... 3

1. Khn là gì? ... 3

1.1. Khái niệm ... 3

1.2. Quy trình sản xuất khn mẫu ... 3

1.3. Các loại khuôn phổ biến ... 3

2. <b>Khn ép nhựa là gì? ... 4</b>

2.1. Khái niệm ... 4

2.2. Cấu tạo... 4

2.3. Ứng dụng của khuôn ép nhựa ... 5

CHƯƠNG II: VẬT LIỆU CHẾ TẠO VÀ ĐẶC TÍNH CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU ... 6

1. <b>Yêu cầu khi lựa chọn vật liệu làm khuôn ép nhựa ... 6</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

Đề số 15: Sản phm khuôn (khuôn ép nhựa, khuôn áp lực,...)

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ SẢN PHẨM

1. Khn là gì? 1.1. Khái niệm

- Khuôn là dụng cụ (thiết bị) bằng kim loại dùng để tạo hình sản phm theo phương pháp định hình. Mỗi khn mẫu thường được chế tạo và sử dụng cho một số lượng chu trình đúc/ép sản phm nào đó, có thể là một lần hay nhiều lần. Kết cấu và kích thước của khn phụ thuộc vào kích thước, hình dáng, chất lượng và số lượng sản phm cần tạo ra.

1.2. Quy trình sản xuất khuôn mẫu

- Tương tự như các sản phm cơ khí nói chung, q trình sản xuất khn mẫu dựa trên 5 quy trình cơng nghệ chính:

• Thiết kế • Gia cơng • Nhiệt luyện • Đo kiểm • Lắp ráp

- Xét trong cùng một chu trình kín từ lúc nhận đơn hàng, phân tích, gia cơng, giao hàng và tiến hành các dịch vụ sửa chữa, thay thế các linh kiện trong khuôn, các công ty khuôn mẫu Việt Nam tham gia vào tất cả các khâu. Một số công ty lớn có khả năng hoạt động theo chu trình khép kín từ thiết kế tới đo kiểm và lắp ráp, thậm chí trực tiếp sử dụng các khn để sản xuất và kinh doanh các sản phm cuối.

1.3. Các loại khuôn phổ biến

- Các khuôn ép được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp để chế tạo các chi tiết từ nhiều vật liệu khác nhau như kim loại, nhựa, cao su,… Các sản phm của khuôn ép được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như ô tô, máy bay, đồ gia dụng, thiết bị điện, sản phm y tế,…

- Một số loại khuôn ép phổ biến:

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

• Khn ép phun • Khn nén • Khn thổi • Khuôn gia cường • Khuôn dịch chuyển • Khuôn đúc • Khuôn đùn • Khn quay

2.1. Khái niệm

- Khuôn ép nhựa là một sản phm cơ khí bằng kim loại dùng để tạo hình sản phm theo phương pháp định hình. Mỗi khn mẫu thường được chế tạo và sử dụng cho một số lượng chu trình đúc/ép sản phm nào đó, có thể một lần hay nhiều lần.

- Khuôn ép nhựa được biết đến như là hình thức đúc phổ biến, bản thân quy trình này cực kỳ nhanh so với các phương pháp khác để tạo ra sản phm với sản lượng cao, hiệu quả và tiết kiệm chi phí.

2.2. Cấu tạo

- Kết cấu của khuôn ép nhựa:

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

• Khn cái (phần khn cố định) đứng yên trong quá trình ép, được : gá trên tấm cố định của máy ép.

• Khuôn đực (phần khuôn di động): phần di chuyển khi đóng mở khn nhựa, được gá trên tấm di động của máy ép.

• Tấm kẹp trên: kẹp chặt tấm khuôn trên và tấm kẹp trên thành một khối và kẹp chặt khối này vào bàn tĩnh của máy ép nhựa.

• Tấm kẹp dưới: kẹp tồn bộ cụm khuôn dưới thành một khối và kẹp khối này vào bàn máy động của máy ép nhựa.

• Bạc định vị: đảm bảo vị trí thích hợp của khn với vịi phun • Bộ định vị: đảm bảo sự phù hợp giữa phần cố định và phần chuyển động của khuôn, bao gồm chốt định vị và bạc định vị.

• Tấm đỡ: giữ cho mảnh ghép của khn khơng bị rơi ra ngồi. • Thanh kê: dung làm phần ngăn giữa tấm đỡ và tấm kẹp phía dưới để cho giàn đy hoạt động được.

• Chốt đy: dung để đy sản phm ra khỏi khn khi mở. • Tấm kẹp đy: giữ chốt đy, chốt hồi, chốt giật cuống.

• Tấm đy: dùng để chặn các chốt lắp trên tấm kẹp đy trong q trình đy sản phm ra ngồi khơng thể rơi các chốt ra được.

• Chốt hồi: làm cho giàn đy có thể quay trở về khi khn đóng lại. • Trụ kê: dẫn hướng chuyển động và đỡ cho tấm đy, tránh cho tấm khuôn khỏi bị cong do áp lực đy cao, tăng tuổi thọ cho khuôn. 2.3. Ứng dụng của khuôn ép nhựa

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

<small>Ứng dụng của khuôn ép nhựa trong gia dụng và ngành công nghiệp ô tô </small>

- Trong những năm gần đây, với sự phát triển nhanh chóng của ngành nhựa và sự cải tiến liên tục về sức mạnh và độ chính xác của nhựa nói chung và kỹ thuật, phạm vi ứng dụng của các sản phm nhựa cũng được mở rộng, như: thiết bị gia dụng, dụng cụ, thiết bị xây dựng, công nghiệp ô tô. Trong nhiều lĩnh vực như phần cứng hàng ngày, tỷ lệ sản phm nhựa đang tăng nhanh.

- Một phần nhựa được thiết kế tốt thường có thể thay thế nhiều phần kim loại truyền thống. Xu hướng dẻo hóa các sản phm cơng nghiệp và các sản phm sử dụng hàng ngày đang gia tăng.

- Cơng nghệ xử lý khn ép nhựa góp phần đáng kể để giảm thiểu chi phí sản xuất khn, nhưng vẫn đáp ứng tốt yêu cầu của khách hàng về số lượng các bộ phận được sản xuất.

- Khn ép nhựa cho ra đời sản phm có thể đáp ứng yêu cầu dung sai chặt chẽ, các tính chất cơ học vượt trội và phần chất lượng bề mặt đánh bóng cao.

CHƯƠNG II: VẬT LIỆU CHẾ TẠO VÀ ĐẶC TÍNH CƠ B N C A V T LI U ẢỦẬỆ

<b>1. Yêu cầu khi lựa chọn vật liệu làm khuôn ép nhựa </b>

- Chọn vật liệu làm khn đóng vai trị quan trọn trong chế tạo khuôn mẫu, vật liệu quyết định đến chất lượng khn, chất lượng sản phm, chu kì sử dụng khn và chi phí mà bạn bỏ ra để tạo khn.

Chúng ta không những cần tối ưu về kết cấu và chi tiết mà cịn cần tính tốn kỹ lưỡng về tính chất và giá thành của vật liệu để phù hợp với từng sản phm đảm bảo thời gian sử dụng và tiết kiệm chi phí.- Khi sử dụng các loại thép thơng thường thì việc gia công cắt gọt sẽ được

thực hiện một cách dễ dàng, ít hao mịn cơng cụ và có chi phí sản xuất rẻ hơn. Tuy nhiên độ bóng bề mặt khuôn không được cao, ưu điểm là chi phí gia cơng và giá vật liệu thấp => phù hợp sử dụng làm khuôn cho số lượng sản phm ít.

- Với thép chất lượng cao sau khi gia cơng sẽ có bề mặt khn hồn hảo, tính chất cơ lý tốt chống chịu mài mòn, chống gỉ và nhiệt độ cao,… làm tăng tuổi thọ của khuôn. Khi sử dụng thép chất lượng cao thì khn mẫu

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

có độ bóng tốt, sức bền cao và tạo sự ổn định cho sản phm nhựa, hạn chế lỗi => phù hợp sử dụng làm khuôn với số lượng sản phm lớn và yêu cầu chất lượng cao.

<b>Những yếu tố ảnh hưởng đến việc chọn vật liệu làm khuôn: </b>

- Loại nhựa dùng để chế tạo sản phm

- Độ bóng bề mặt, độ phức tạp, chức năng của sản phm ép ra - Số lượng sản phm yêu cầu

- Công nghệ dùng để gia công sản phm nhựa - Khả năng chống ăn mịn hóa học và mài mịn - Biến dạng kích thước và hình dạng khi nhiệt luyện 2. Thép Cacbon (C45):

- Để chế tạo bộ khuôn giá rẻ ta thường dùng thép C45: a. Giải thích kí hiệu C45

- C: kí hiệu Cacbon

- 45: hàm lượng Cacbon là 0,45%

- Thép C45 hay còn gọi là thép S45C, thép S45Cr, là một loại thép Carbon với hàm lượng carbon là 0,45% có khả năng gia cơng tốt, độ cứng phù hợp cho việc chế tạo khuôn mẫu, đặc tính chịu kéo tốt. Nó cịn được gọi là thép JIS S45C hay DIN C45.

b. Thành phần hóa học

- Carbon:là nguyên tố chủ chốt quan trọng nhất trong việc quyết định đến độ bền của thép. Nếu giảm hàm lượng carbon thì độ dẻo của thép càng cao. Ngược lại hàm lượng carbon trong thép tăng thì độ cứng, độ bền cũng tăng đáng kể nhưng giảm tính dễ uốn và giảm tính hàn.

- Mangan: lượng mangan có thể có trong thép carbon chỉ nằm ở mức 0,8%. Có khả năng khử oxi khỏi các oxit sắt, có tác dụng tăng độ bền và độ cứng của thép, đặc biệt làm giảm bớt những tác hại mà lưu huỳnh tạo ra.

0,5-- Crom: là nguyên tố giúp kim loại không bị gỉ sét do tác động của môi trường. hàm lượng crom càng cao thì khả năng chống gỉ sét càng tăng. - Lưu huỳnh: lưu huỳnh kết hợp với mangan và kết tinh ở nhiệt độ cao sẽ

làm cho thép trở nên dẻo hơn, không bị đứt, gãy ở nhiệt độ cao. - Silic: Lượng silic có trong thép C45 ở mức 0.15% đến 0.35%, khá thấp

nên cũng khơng có tác dụng gì rõ rệt. Khi silic hịa tan vào ferit thì mới tăng thêm độ cứng và bền.

- Photpho: Đây là nguyên tố khi hịa tan với ferit sẽ làm tăng tính giịn của thép. Vì thế khi thêm vào chỉ nên ở mức thấp hơn 0.03%.

- Niken: Niken là chất khơng từ tính và là ngun tố chính trong thép khơng gỉ. Vì thế, đây cũng là một ngun tố ảnh hưởng nhiều đến tính chất của thép. Niken sẽ cải thiện việc chiệu được acid sulfuric tấn công, giúp bề mặt được bảo vệ. Đồng thời nó cịn tăng độ bền và tính dẻo dai cho thép ngay cả khi ở nhiệt độ thấp, nguội.

Mác

thép <sup>Carbon </sup>(%)

Si (%)

Mn (%)

P (%)

S (%)

Ni (%) Cr

(%) Fe và

tạp chất không Tối đa

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

đáng kể

C45 <sup>0,42-</sup>0,5 <sup>0,15-</sup>0,35 <sup>0,5-</sup>0,8 <sup>0,025 0,025 0,4 0,2-</sup>0,4 <sup>Phần </sup>còn lại c. Cơ tính lý

Mác thép

Giới hạn chảy (sch)

Độ bền kéo (sb)

Độ dãn dài tương đối (d5)(%)

Độ thắt tương đối (y)

Độ dai va đập (kGm/cm2)

Độ cứng sau thường hóa (HB)

Độ cứng sau ủ hoặc ram (HB) kG/mm2

Tối thiểu

Mác thép Tiêu

chun <sup>Độ bền </sup>đứt ᵟb (MPa)

Độ bền đứt ᵟc (MPa)

Độ giãn dài tương

đối (%)

Độ cứng HRC

- Q trình đó được trải qua các công đoạn trong các nhà máy, sản phm của nhà máy này sẽ là nguyên liệu đầu vào cho nhà máy khác. Trong đó, phơi thép chính là sản phm của q trình luyện phơi và là ngun liệu đầu vào của nhà máy cán thép xây dựng thành phm.

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

<small>Quá trình sản xuất phôi thép </small>

- Trên thị trường hiện nay, phôi thép được sản xuất chủ yếu theo 3 loại sau: • Phơi thép vng: có các kích thước như 100x100, 125x125, 150x150 chiều dài từ 6-12m. Loại phôi này chủ yếu dùng để sản xuất thép cuộn, thép thanh vằn xây dựng thành phm.

• Phơi thép dẹp: Loại phơi thép này có kích thước lớn hơn phơi thép vng và có tiết diện mặt cắt ngang là hình chữ nhật. Phơi thép dẹt sẽ được sử dụng để sản xuất thép tấm cán nóng hay thép cuộn cán nguội…

• Phơi thép Bloom: Phơi thép Bloom khá tương tự với phơi thanh nhưng kích thước lại lớn hơn nhiều. Loại phơi thép này có thể thay thế phôi thép vuông và thép dẹt trong sản xuất các loại thép xây dựng kể trên.

1.2. Phương pháp đúc a. Chọn tấm phôi:

- Đo chiều dày của chi tiết là 20mm - Vòng đỉnh 120mm

- Chọn phôi tấm dày 25x125x125mm b. Đúc trong khuôn kim loại

- Đúc trong khuôn kim loại sẽ được phơi có độ chính xác cao hơn đúc trong khuôn cát nhưng không đúc được phôi có hình dạng phức tạp, khối lượng lớn (chỉ đúc được chi tiết có khối lượng dưới 12kg). - Đúc trong khuôn kim loại được dùng trong dạng sản xuất hàng loạt lớn

và hàng khối để đúc được các chi tiết có khối lượng nhỏ. c. Đúc li tâm:

- Nguyên lí của đúc li tâm là rót kim loại lỏng vào khn quay, dưới tác dụng của lực li tâm kim loại lỏng bị ép vào thành khuôn cho đến khi đông đặc, phôi đúc ki tâm cấu tạo bền chặt cơ tính tốt nhưng khơng đồng đều từ ngoài vào trong.

- Đúc li tâm thường dùng trong dạng sản xuất hàng loạt để đúc các phơi rỗng. Có hình trịn xoay, dạng ống, bạc,…)

d. Đúc áp lực

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

- Nguyên lý của đúc áp lực là ép kim loại lỏng vào lồng khuôn dưới áp suất cao cho đến khi đơng đặc nên có thể đúc được các chi tiết có hình dạng phức tạp, độc chính xác của phôi cao.

- Đúc áp lực thường dùng trong dạng sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối để đúc các chi tiết nhỏ (khối lượng dưới 10kg) bằng kim loại màu hoặc hợp kim màu.

Vỏ khuôn ép nhựa là một sản phm khá phức tạp ên chọn phương npháp đúc trong khuôn kim lo , làm khuôn bằng máyại .

1.3. Chế tạo khuôn đúc

- Mặt phân khuôn đi qua thiết diện thuận lợi nhất để có thể lấy mẫu ra khỏi khuôn một cách dễ dàng. Mặt phân khuôn cũng cần độ chính xác về hình dáng, kích thước ít bị cong vênh.

1.4. Yêu cầu kĩ thuật của phôi sau khi đúc - Phôi đúc phải đúng kĩ thuật.

- Phôi không bị cháy, vênh, cong, khuyết tật, biến cứng.

- Bề mặt khơng bị rỗ khí, nứt.

<b>2. Trình tự lắp ráp 1 bộ khn </b>

• Bước 1: Nhập tấm khn vào mơ hình. • Bước 2: Lắp bạc dẫn hướng vào tấm khuôn trên. • Bước 3:Lắp tấm kẹp với khn trên.

• Bước 4:Lắp bạc cuống phun vào tấm kẹp trên và lắp bu lông để dữ hai tấm khuôn với nhau.

• Bước 5: Lắp vịng định vị với tấm kẹp trên và hai bu lơng giữ vịng đinh vị.

• Bước 6:Lắp chốt dẫn hướng vào tấm khn dưới.

• Bước 7:Lắp tấm đy vào (nếu dùng ty đy thì lắp ty đy vào tấm giữ cùng lúc khi lắp chốt hồi.

• Bước 8:Lắp bốn lò xo và hai gối đỡ.

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

• Bước 9: Lắp tấm giữ và bốn chốt hồi.

• Bước 10:Lắp tấm đy và bốn bu lông liên kết tấm đy và tấm giữ. • Bước 11:Lắp tấm kẹp trên và bốn bu lông liên kết phần di động.

CHƯƠNG IV: PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỆT

- Dùng dòng điện cảm ứng với tần số từ 2500-8000Hz - Yêu cầu độ dày lớp tôi sau: 2,5-4,5mm

- Sau khi tôi ở nhiệt độ trung bình 350-450 độ C sẽ giảm ứng lực rõ rệt, tăng độ bền.

<b> Dựa vào môi trường làm việc, chất liệu sản phẩm và yêu cầu về </b>

<b>chất lượng chi tiết, phương pháp tôi và thấm xyanua là phương pháp tốt nhất. </b>

CHƯƠNG V: KẾT LUẬN

Qua những phân tích, phân loại như trên ta có thể thấy cơng dụng và vai trị to lớn của khn ép nhựa nói riêng và khn mẫu nói chung trong cuộc sống ngày nay. Vì vậy nó ln được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp bởi ưu điểm vượt trội của chúng.

Sau một thời gian làm việc khn trương dưới sự hướng dẫn chỉ bảo của thầy giáo: Vũ Huy Lân đến nay bài tập của em đã hoàn thành đúng thời hạn đảm bảo các nhiệm vụ được giao.

Qua quá trình làm bài tập đã giúp em làm quen với những công việc cụ thể của người kỹ sư cơ khí, phương pháp làm việc độc lập, sáng tạo, khoa học, kỷ luật, đồng thời đồ án đã giúp bản thân tôi củng cố thêm các kiến thức đã được học cũng như học hỏi được nhiều kiến thức và kinh nghiệm quý báu.Dokhả năng, và kinh nghiệm thực tế còn hạn chế nên bài tập lớn này chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong được thầy chỉ bảo cho em để em ngày càng hồn thiện bài tập của mình và tích luỹ bổ sung kiến thức, kinh nghiệm cho bản thân.Và cuối cùng em xin cám ơn thầy giáo Vũ Huy Lân đã tận tình hướng dẫn cho em hoàn thành bài tập này.

Em xin chân thành cảm ơn thầy!

</div>