bài tập cơ khí đại cương

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.09 MB, 14 trang )

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

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘIVIỆN CƠ KHÍ

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

<b>---o0o---BÀI TẬP CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNGMã HP: ME 2030</b>

Thực hiện : SV. Nguyễn Huy Hoàng Lớp: Kỹ thuật Ơ tơ 04 – K66

<i> Hướng dẫn: </i>PGS.TS. Vũ Huy Lân

HÀ NỘI – 06/2022

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

<b>Đế số 15: Sản phẩm khuôn. (khuôn épnhựa, khuôn áp lực, ...)</b>

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

<b>MỤC LỤC.</b>

<b>Chương I: Giới thiệu chung về sản phẩm...3</b>

<b>1.3.Các loại khuôn mẫu phổ biến hiện nay...4</b>

<b>2.Khuôn ép nhựa...5</b>

<b>2.1.Khái niệm khuôn ép nhựa...5</b>

<b>2.2.Cấu tạo khuôn của khuôn ép nhựa...5</b>

<b>2.3.Ứng dụng của khuôn ép nhựa...7</b>

<b>Chương II: Vật liệu chế tạo và đặc tính cơ bản của vật liệu...7</b>

<b>1.Tiêu chuẩn chọn vật liệu chế tạo khn ép nhựa...7</b>

<b>2.Các đặc tính cơ bản của vật liệu làm khuôn ép nhựa. ( thép C45 )...8</b>

<b>1.1. Khái niệm về khuôn.</b>

Khuôn là dụng cụ (thiết bị) bằng kim loại dùng để tạo hình sản phNm theo phương pháp định hình. Mỗi khn mẫu thường được chế tạo và sử dụng cho một số lượng chu trình đúc/ép sản phNm nào đó, có thể là

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

một lần hay nhiều lần. Kết cấu và kích thước của khn phụ thuộc vàokích thước, hình dáng, chất lượng và số lượng sản phNm cần tạo ra.

Q trình sản xuất khn mẫu dựa trên 5 quy trình cơng nghệ chính:

 Thiết kế. Gia công. Nhiệt luyện. Đo kiềm. 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 phNm cuối.

<b>1.3. Các loại khuôn mẫu phổ biến hiện nay.</b>

Phân loại:  Khuôn ép phun. Khuôn nén. Khuôn thổi. Khuôn gia cường. Khuôn dịch chuyển. Khuôn đúc. Khuôn đùn. Khuôn quay.

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

- Trong đó phổ biến nhất là khn ép phun. Các khuôn ép được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp để chế tạo các chi tiết từ nhiều vật liệu khác nhau như nhựa, kim loại, cao su, kính, và các chất vơ cơ khác. Các sản phNm từ khn ép gồm có các chi tiết kim loại và nhựa trong ô tô, xe máy, đồ gia dụng, thiết bị điện, điện tử, đồ tiêu dùng, đồ gỗ, các trang bị quân sự, sản phNm y tế.

<b>2. Khuôn ép nhựa.</b>

<b>2.1. Khái niệm khuôn ép nhựa.</b>

- Khuôn ép nhựa là một dụng cụ để định hình một loại sản phNm nhựa nó được thiết kế sao cho có thể sử dụng cho một số lượng chu trình yêu cầu. Ta cũng có thể định nghĩa khn như sau: Khuôn là một cụm chi tiết gồm nhiềuchi tiết lắp với nhau, ở đó nhựa được phun vào, được làm nguội, rồi đNy sản phNm ra.

- Kích thước và kết cấu của khn phụ thuộc vào kích thước và hình dáng sảnphNm. Sản lượng sản phNm là một yếu tố quan trọng trong q trình thiết kế khn, nếu u cầu sản xuất hàng loạt nhỏ thì khơng cần đến khn nhiều lịng khn hoặc khn có kết cấu cao cấp.

<b>2.2. Cấu tạo khuôn của khuôn ép nhựa. </b>

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

<small></small> <b>Tấm kẹp trên: Tấm này có tác dụng kẹp chặt tấm khuôn trên và tấm kẹp trên</b>

thành một khối và kẹp chặt cả khối này bàn tĩnh của máy ép nhựa.

sản phNm. Nó quyết định đến độ chính xác của khn cũng như độ chính xác của sản phNm. Bề mặt ngoài của sản phNm đẹp hay xấu, chính xác hay khơng là phụ thuộc hồn tồn vào khi ta gia cơng tấm khn này.

của khn. Nó bao gồm chốt định vị và bạc định vị.

giàn đNy hoạt động được.

khối này vào bàn máy động của máy ép nhựa.

sản phNm ra ngồi khơng thể rơi các chốt ra được. Tấm đNy và tấm kẹp đNy được bắt chặt thành một khối và được gọi là giàn đNy. Giàn đNy nằm phía dưới khn dưới và trên tấm kẹp dưới.

khỏi bị cong do áp lực đNy cao, tăng tuổi thọ cho khn.

quyết định hình dáng bên trong của sản phNm. Khuôn dưới và khuôn trên kết hợp với nhau để tạo ra hình dáng hồn chỉnh của chi tiết. Khuôn trên là bộ phận đứng yên, khuôn dưới là bộ phận di động.

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

<b>2.3. Ứng dụng của khuôn ép nhựa.</b>

<b> - Khuôn ép nhựa cho phép sản xuất vật liệu phun thật, có thể kiểm tra cấu trúc </b>

dụng cụ có được từ quy trình khn mẫu, từ đó xác nhận độ tin cậy cấu trúc dụng cụ, tối ưu hóa vị trí cổng phun. 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. Sau khi các bộ phận yêucầu được thực hiện, vẫn có thể tiếp tục thực hiện thay đổi thông số kỹ thuật khn ép nhựa với chi phí thấp hơn cho thử nghiệm vịng tiếp theo. Khn ép nhựa cho ra đời sản phNm 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.

<b>Từ những đặc điểm đó của khn ép nhựa nên được áp dụng rất nhiều vào các ngành công nghiệp sản xuất như: sản xuất đồ gia dụng, sản xuất vỏ ô tô,máy bay, sản xuất phụ kiện nhựa....</b>

<b>Chương II: Vật liệu chế tạo và đặc tính cơ bản của vậtliệu.</b>

<b>1.Tiêu chuẩn chọn vật liệu chế tạo khuôn ép nhựa.</b>

Quá trình chọn vật liệu làm khn cần phải được cân nhắc kỹ vì nó liên quan đến độ bền của khuôn, chất lượng bề mặt cũng như liên quan đến công nghệ chế tạobộ khuôn như: khả năng gia công cắt gọt, mức độ bóng có thể đạt được,… Do vậy việc chọn vật liệu làm khuôn là công việc rất quan trọng và khi chọn sẽ phải phụ thuộc vào các yếu tố sau:

– Loại nhựa sẽ phun khn, vì có những loại nhựa có hại cho théplàm khn.

– Độ bóng của bề mặt, độ phức tạp, chức năng của sản phNm ép ra.– Số lượng sản phNm yêu cầu.

– Công nghệ dùng để gia công sản phNm nhựa (phun, ép thổi, …)– Khả năng chống mài mịn và chống ăn mịn hóa học.

– Biến dạng kích thước và hình dạng khi nhiệt luyện.– Các tính chất cơng nghệ như: cắt gọt, đánh bóng.– Tính hàn và khả năng phục hồi chi tiết.

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

– Giá tiền vật liệu.

Thơng thường u cầu đặc tính chung của vật liệu làm khn nhựa phải có:– Độ cứng.

Ví dụ:

 Khi sử dụng các loại thép thơng thường thì việc gia cơng cắt gọt sẽ đượcthực hiện một cách dễ dàng, ít hao mịn cơng cụ và có chi phí sản xuất rẻhơn. Tuy nhiên độ bóng bề mặt khn khơng được cao, ưu điểm là chi phí gia cơng và giá vật liệu thấp => phù hợp sử dụng làm khuôn cho số lượng sản phNm ít.

 Với thép chất lượng cao sau khi gia cơng sẽ có bè mặt khn hồn hảo, tính cơ lý tốt chống chịu mài mịn, chống gủ và nhiệt độ cao,... làm tăng tuổi thọ của khuôn. Khi sử dụng thép chất lượng cao thì khn có độ bóng tốt, sức bền cao và tạo sự ổn định cho sản phNm nhựa, hạn chế lỗi => phù hợp sử dụng làm khuôn với số lượng sản phNm lớn và yêu cầu hất lượng cao.

Đối chiếu với những yêu cầu và tiêu chuNn trên ta có thể chọn ra thép Cacbon C45 là phù hợp nhất để có khn mẫu vừa có giá trị sử dụng tốt vừa hợp lý về giá thành.

 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 công tốt, độ cứng phù hợp cho việc chế tạo khn mẫu, đặc tính chịu kéo tốt. Nó còn được gọi là thép JIS S45C hay DIN C45.

<small>2.1.</small> <b>Thành phần hóa học : </b>

<b><small>thép</small><sup>Hàm lượng của các nguyên tố, %</sup></b>

<small>Phot-pholưu huỳnhcromniken</small>

<b><small>Không lớn hơn</small></b>

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

Giới hạn chảy(sch)

Độ dãn dài tương đối (d5)(%)

Độ thắt tương đối (y)

Độ dai va đập (kGm/cm2)

Độ cứng sau thườnghóa (HB)

Độ cứng sau ủhoặcram (HB)kG/mm2

 Có khả năng chống ăn mịn rất tốt, giúp tăng cường tuổi thọ cho thép đặc tròn và đảm bảo tính thNm mỹ cho cơng trình, sản phNm sử dụng.

 Chịu được nhiệt độ cao từ 200-1000 độ C, chịu được tải trọng cao.

<b>CHƯƠNG III: PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO VÀ TRÌNHTỰ GIA CƠNG SẢN PHẨM.</b>

1. Phương pháp chế tạo1.1. Chọn phơi.

- Phơi thép là sản phNm của q trình luyện gang nằm trong dây chuyền sản xuất sắt thép. Quặng sau khi được khai thác từ mỏ sẽ được chuyển về khu liên hợp sản xuất gang thép, từ đây sẽ diễn ra quy trình sản xuất thép từ khâu khai thác quặng đến cán thép xây dựng thành phNm.

- Q trình đó được trải qua các cơng đoạn trong các nhà máy,

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

sản phNm của nhà máy này sẽ là nguyên liệu đầu vào cho nhà máy khác. Trong đó, phơi thép chính là sản phNm của q trìnhluyện phơi và là ngun liệu đầu vào của nhà máy cán thép xây dựng thành phNm.

- Trên thị trường hiện nay, phôi thép được sản xuất chủ yếu theo 3 loại sau:

1.1.1 Phôi thép vuông: 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 phNm.

1.1.2 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…

1.1.3 Phôi thép Bloom: Phôi 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 cácloại thép xây dựng kể trên.

Phôi thép được sản xuất xong có thể để ở 2 trạng thái:

<small></small> Trạng thái nóng: Trạng thái này duy trì phơi ở nhiệt độ cao sau khi ra khỏi quá trình hình thành phoi thép để đưa trực tiếp vào nhà máy cán thép để cán ra théo xây dựng thành phNm.

 Trạng thái nguội: là trạng thái nguội của phôi thép để chuyểntới các nhà máy khác, từ đây phôi théo sẽ được làm nóng lại để đưa vào q trình cán thép thành phNm.

Quá trình luyện phôi tạo ra phôi thép thành phNm, tùy theo như cầu thực tế phôi thép sẽ được sử dụng theo từng mục đích khác nhau.1.2. Phương pháp đúc.

a. Chọn tấm phôi:

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

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

- Chọn phơi tấm dày 25x125x125mmb. Đúc trong khuôn kim loại

- Đúc trong khuôn kim loại sẽ được phơi có độ chính xác cao hơnđúc trong khuôn cát nhưng không đúc được phôi có hình dạngphức tạp, khối lượng lớn (chỉ đúc được chi tiết có khối lượng dưới12kg).

- Đúc trong khn kim loại được dùng trong dạng sản xuất hàng loạtlớn 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 đếnkhi đông đặc, phôi đúc ki tâm cấu tạo bền chặt cơ tính tốt nhưng khơng đồng đều từ ngồi 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

- 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 phứctạp, 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.

- Cấp chính xác của phơi đúc bằng áp lực IT/2 ÷ IT/14 - Độ nhám Ra = 1,25 và thô hơn

- Ngồi ra cịn có các phương pháp đúc đặc biệt khác như: + Đúc trong khuôn vỏ mõng.

+ Đúc trong khuôn mẫu chảy.

- Hai phương pháp đúc này mất nhiều thời gian tạo mẫu và tốn kém.  pháp đúc trong khuôn kim loại, làm khuôn bằng máy.

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 không bị rỗ khí, nứt.

2.Trình tự lắp ráp một bộ khn.

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

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

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

Bước 7:Lắp tấm đNy vào (nếu dùng ty đNy thì lắp ty đNy vào tấm giữ cùng lúc khi lắp chốt hồi.

Bước 8:Lắp bốn lò xo và hai gối đỡ.Bước 9: Lắp tấm giữ và bốn chốt hồi.

Bước 10:Lắp tấm đNy và bốn bu lông liên kết tấm đNy và tấm giữ.Bước 11:Lắp tấm kẹp trên và bốn bu lông liên kết phần di động.

<b>Chương IV: Lựa chọn phương pháp xk lý nhiê lt cho sản phẩm.</b>

Yêu cầu:

*Độ cứng bề mặt HRC 48-52.*Độ Nhám R = 0.6.<small>a</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

Dùng dịng điện cảm ứng tần số 2500Hz-8000Hz.u cầu lớp tôi sau từ 2,5mm- 4,5mm.

Sau khi Tôi ta Ram ở nhiệt độ trung bình (350<small>0</small>-450<small>0</small>) giảm ứng lực rõ rệt, tăng độ bền.

Tạo lớp bề mặt có đặc tính đạc biệt, làm việc trong cái mơi trường đặc biệt. nhưng chi phí cao.

 Dựa vào mơi trường làm việc và các yêu cầu về chất lượng của chi tiết trục truyền. phương pháp tôi và thấm xyanua là phương pháp tối ưu nhất.

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.

 Qua thời gian tìm tịi nghiên cứu tài liệu và vận dụng kiến thức đã học, cùng với sự hướng dẫn của thầy Vũ Huy Lân trong bộ mơn Cơ khí đại cương – khoa Cơ khí, em đã hồn thành nội dung tiểu luận đúng tiến độ, theo đó đưa ra được một phương án tương đối hợp lý để gia công chi tiết này

 Quy trình cơng nghệ đưa ra để chế tạo đã thể hiện được đúng yêu cầu kỹ thuật, đảm bảo tính kinh tế và có thể đưa vào ứng dụng trong sản xuất. Tuy nhiên, để quy trình gia cơng thực sự có tính khả thi thì cNn phải có sự hiểu biết nhất định về điều kiện sản xuất thực tế.

 Qua học tập và q trình hồn thiện tiểu luận, bản thân em đã có sự lĩnh hội sâu sắc hơn về kiến thức, biết cách lựa chọn phương pháp giải quyết một vấn đề trêncơ sở tư duy logic, kết nối các kiến thức đã học…Điều đó khơng chỉ phục vụ cho việc giải quyết các bài tốn về cơng nghệ mà cịn có ý nghĩa cho việc giải quyết các nội dung khoa học khác.

 Một lần nữa, cho em được gửi lời cảm ơn tới thầy giáo Vũ Huy Lân trong bộ môn Cơ khí đại cương đã giúp đỡ em hồn thiện tiểu luận này

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

TÀI LIỆU THAM KHẢO.

[1]. TS. Vũ Hồi Ân (1995), Thiết kế khn cho sản phNm nhựa, Viện máy và dụng cụ công nghiệp, Hà Nội.

</div>