Đồ án chế tạo phôi trong cơ khí

Bài tập lớn: Chế tạo phôi Trờng ĐH Lơng Thế Vinh
Sinh viên: Phạm Quốc Điệp Lớp Cơ Khí -K3
1
Phần đúc
i. phân tích chi tiết
1. Chức năng làm việc
Chi tiết dạng càng, dùng để truyền chuyển động.
2. Điều kiện làm việc
- Điều kiện làm việc không khắc nghiệt, chi tiết chỉ chịu mômen xoắn nhỏ khi làm
việc.
- Chi tiết không phải chịu tải thờng xuyên, không mài mòn, không có va đập khi làm
việc, nhiệt độ làm việc không cao.
3. Phân tích kết cấu
- So sánh các thông số kỹ thuật trên bản vẽ chi tiết với các yêu cầu kỹ thuật tiêu chuẩn
ta thấy kết cấu công nghệ có thể đánh giá là tốt không cần thay đổi .
4. Chọn phơng pháp tạo phôi
- Xét thấy vật liệu chế tạo chi tiết bằng gang (GX 12 -24), hình dáng chi tiết khá
phức tạp nên không chọn ph ơng pháp rèn hoặc dập phôi. Ta chọn phơng pháp đúc
để chế tạo phôi đợc hiệu quả.
- Sản xuất đơn chiếc nên ta chọn phơng pháp đúc bằng khuôn cát, mẫu gỗ .
ii. thiết kế bản vẽ đúc
1. Xác định mặt phân khuôn
Mặt phân khuôn chọn theo nguyên tắc sau:
Bài tập lớn: Chế tạo phôi Trờng ĐH Lơng Thế Vinh
Sinh viên: Phạm Quốc Điệp Lớp Cơ Khí -K3
2
- Đảm bảo công nghệ làm khuôn :
+ Chọn mặt phân khuôn rộng nhất, nông nhất.
+ít làm lõi, tận dụng phần nhô của hòm khuôn.
- Đảm bảo độ chính xác của vật đúc
+ Bố trí tất cả trong một hòm khuôn

+ Không chọn mặt phân khuôn tại vị trí tiết diện thay đổi .
- Đảm bảo chất lợng hợp kim đúc
+ Điền đầy lòng khuôn dễ
+ Dễ bố trí hệ thống rót và đậu ngót
Do các nguyên tắc trên mặt phân khuôn đợc chọn trên hình vẽ nh bản vẽ.
2. Chọn lợng d gia công cơ khí
Lợng d gia công cơ khí phụ thuộc hợp kim đúc, kích thớc lớn nhất của
vật đúc, tính chất sản xuất, mức độ phức tạp của chi tiết, phơng pháp làm khuôn
và cấp chính xác của vật đúc.
Với vật đúc trong khuôn cát ta có cấp chính xác cấp 3:
Mặt trên : 6,0 mm
Mặt dới : 4,5 mm
Mặt bên trong lỗ

80 : 4,5 mm
Bài tập lớn: Chế tạo phôi Trờng ĐH Lơng Thế Vinh
Sinh viên: Phạm Quốc Điệp Lớp Cơ Khí -K3
3
3. Xác định lợng thừa
Để làm cho kết cấu vật đúc đơn giản, đối với sản xuất đơn chiếc ta chọn
phơng pháp đúc đặc lỗ

42
4.Xác định độ dốc rút mẫu
Mặt bên có chiều cao 162 mm: 1
0
5.Xác định dung sai kích thớc cho vật đúc
Để đảm bảo vật đúc đúc ra có kích thớc trong lợng đúng yêu cầu phảI quy định
dung sai kích thớc .Dung sai kích thớc phụ thuộc vào cấp chính xác đợc tra
theo bảng I-7

Kích thớc danh nghĩa : 249
2
, 175
2
, 60
1,5
20
1
, 136,5
2
, R95
1,5
,
100
1,5
55,5
1,5
92
1,5
6.Thiết gối kế lõi
Lỗ có kích thớc
42
sau khi thêm lợng d gia công kích thớc còn lại chỉ
là
31
do đò ta làm lõi đặc cho lỗ này
Với lõi có kích thớc là
55,5
ta làm lõi đứng . Với chi tiết trên ta thiết kế kiểu lõi
đứng là phù hợp. Dựa vào kích thớc lỗ của chi tiết, tra bảng I -10, I-13 và I-14, ta

có các thông số của lõi nh sau:
S
t
= 0,15 mm S
d
= 0,25 mm d
lõi
= 60 mm
h
t
= 30 mm h
d
= 50 mm

t
= 10
0

d
= 7
0
Bài tập lớn: Chế tạo phôi Trờng ĐH Lơng Thế Vinh
Sinh viên: Phạm Quốc Điệp Lớp Cơ Khí -K3
4
III. THIếT Kế BảN Vẽ MẫU
1. Mặt phân mẫu
Vì không yêu cầu độ chính xác quá đặc biệt, nên trờng hợp này ta chọn mặt
phân mẫu trùng với mặt phân khuôn. Để tăng độ bền cho mẵu ,tăng độ chính xác
cho vật đúc và đơn giản cho việc làm khuôn làm mẫu.
Hình dáng giống bên n goài vật đúc, kể cả lợng d, lợng thừa, góc nghiêng.

2. Dung sai kích thớc mẫu
_Vì sản xuất đơn chiếc và khuôn làm bằng tay, nên chọn độ bền mẫu là cấp 3.
Vậy ta có kích thớc của mẫu là:
+Với dung sai kích thớc lỗ:
Lỗ

92
0,6
Lỗ

55,5
0.6
Lỗ

42
0.5
Lỗ

104,5
0,8
Lỗ R95
0.6
+Với dung sai kích thớc dài
175
0.8
215
1
249
1
39

0,5
126
0,8
60
0,6
5
0,5
3. Xác định độ hụt mẫu
Để xác định độ hụt mẫu, ta tính trọng lợng của vật đúc (kể cả lợng d và
lợng thừa).
Bài tập lớn: Chế tạo phôi Trờng ĐH Lơng Thế Vinh
Sinh viên: Phạm Quốc Điệp Lớp Cơ Khí -K3
5
V = 1870,45 cm
3
V tính đợc bằng cách chia nhỏ vật đúc để tính nhỏ từng phần của khối vật đúc
và áp dụng các công thức dới
V
trụ
=
2
4
D
h

V
hộp
=
m l h
V

tru1
=
2 2
100 60
126 ( )
4 4


,V
tru2
=
2 2
80 42
30 ( )
4 4


, V
hộp3
=
65 80 175
V
hộp1
=
240 80 175
, V
hộp2
=
60 80 20
, V

tru3
=
2
190
80 ( )
4


V = V
tru1
+ V
hộp1
- V
tru3
- V
hộp3
- V
tru1
/2 + V
hộp2
+ V
tru2
- V
tru2
/2

gang
= 7 gam/cm
3
Khối lợng vật đúc:

G
vđ
=V.

gang
=13,1 kg
Chiều dày thành vật đúc lớn nhất là 30 mm.
Vậy tra bảng I-15 ta có độ hụt mẫu ở thành vật đúc là 1 ,5 mm.
iv. thiết kế hệ thống rót
1. Chọn chỗ dẫn kim loại và o khuôn và chọn kiểu hệ thống rót.
- Chọn chỗ dẫn kim loại nh hình vẽ. (Tại phía phải của hình)
- Kiểu hệ thống rót là kiểu có rãnh dẫn nằm ngang ở mặt phân khuôn.
Bài tập lớn: Chế tạo phôi Trờng ĐH Lơng Thế Vinh
Sinh viên: Phạm Quốc Điệp Lớp Cơ Khí -K3
6
2. Tính tổng tiết diện rãnh dẫn.

F
rd
=
30%
0,3
vd vd
P
G G
H


Trong đó:
: Hệ số cản thuỷ lực lấy = 0,5

t: Thời gian rót, với vật đúc nhỏ, bằng gang t = S
VD
G3,1
S: Hệ số phụ thuộc vào chiều dày thành, lấy S = 2,4
Vậy t=10s
* Tính sơ bộ kích thớc hòm khuôn:
Theo bảng I-17 ta có:
- Khoảng cách từ mặt trên mẫu đến mặt trên khuôn h
1
= 60 mm
- Khoảng cách từ mặt dới mẫu tới thành khuôn h
2
= 60 mm
- Khoảng cách từ mẫu tới thành khuôn a = 40 mm
- Khoảng cách từ thành ống rót tới thành khuôn c = 50 mm
- Khoảng cách từ rãnh lọc xỉ tới mẫu b = 30 mm
H
p
chiều cao cột áp của cột kim loại
2
2
P
P
H H
c

- p : chiều cao vật đúc tính từ chỗ dẫn đến chỗ cao nhất của vật đúc nằm trong
khuôn trên p = 46 mm
- c : chiều cao vật đúc nằm trong khuôn c = 126+4,5+6=136,5 mm
Bài tập lớn: Chế tạo phôi Trờng ĐH Lơng Thế Vinh

Sinh viên: Phạm Quốc Điệp Lớp Cơ Khí -K3
7
- H : Chiều cao cột kim loại từ chỗ dẫn đến mặt thoáng
H = h
d
+h
côc
+p =p+h
1
=46+60 =106 mm
Với p = 46mm và h
1
=60 mm
Ta lấy H = 110 mm
Giá trị chiều cao cột áp kim loại:
2
102
2
P
P
H H
c

mm
Tổng tiết diện rãnh dẫn F
rd
=
P
vdvd
H

GG


3,0
%30
=5 cm
2
+Tính tổng F
lx
và F
ôr
Dùng tỉ lệ kinh nghiệm ta có: F
rd
: F
ôr
: F
lx
= 1: 1,11: 1,06
Vậy
F
ôr
= 5,55 cm
2
F
lx
= 5,3 cm
2
3. Tính kích thớc cụ thể của hệ thống rót
a, ống rót:
Đờng kính dới: d

2
=
4
or
F


=2,65 cm
Đờng kính trên: d
1
= 1,15 d
2
= 3,05 cm
b, Cốc rót
Bài tập lớn: Chế tạo phôi Trờng ĐH Lơng Thế Vinh
Sinh viên: Phạm Quốc Điệp Lớp Cơ Khí -K3
8
Từ khối lợng vật đúc ta có chiều cao cốc rót là 50 mm. Do đó ta phải làm cốc rót
rời. Tra bảng I-18a ta có kích thớc cốc rót:
L = 50 mm R = 40 mm r = 15 mm h = 65 mm d = 24 mm e = 45 mm
R
1
= 20 mm r
1
= 8 mm
c, Rãnh lọc xỉ
Chọn rãnh lọc xỉ kiểu A với F
lx
= 5,3 cm
2

. Tra bảng I-20 ta có kích thớc của
rãnh lọc xỉ
b = 27 mm a = 40 mm h = 20 mm r = 4 mm
d,Rãnh dẫn
Là bộ phận của hệ thống rót nó trực tiếp dẫn kim loại vào lòng khuân .tra bảng I -21
ta có kích thớc của rãnh dẫn Với F
rd
=5cm
2
thì a =33 mm ,b =28 mm ,h =17 mm
V.thiết kế Đậu hơi và đậu ngót
Là một bộ phận khuôn đúc nhằm mục đích dẫn khí hòa tan trong kim loại lỏng ra
môi trờng . Vị chí đặt đậu hơi phảI đặt ở nơI cao nhất và dày nhất.
Ơ đây sử dụng đậu hơi kiêm cả nhiệm vụ bổ sung kim loại, kích thớc đậu hơi và
chiều dầy thành nơi đặt đậu hơi là 175-95-50 =30 mm . Tra bảng I-22 ta có:
d = 20 mm d
1
= 23 mm d
2
= 30 mm h =65 mm r = 2
VI. Qúa trình làm khuôn
Bài tập lớn: Chế tạo phôi Trờng ĐH Lơng Thế Vinh
Sinh viên: Phạm Quốc Điệp Lớp Cơ Khí -K3
9
Một số yêu cầu với hòm khuôn là khối lợng nhỏ, độ bền cao .hòm
khuôn chỉ dùng một lần thờng đóng bằng gỗ.
Vật đúc đợc bố chí trong 2 hòm khuôn ,lõi đứng bao gòm các bớc sau:
+Làm khuôn dới
Đặt mẫu dới lên tấm mẫu
Đặt hòm khuôn dới ,xơng khuôn nếu cần

Đổ hỗn hợp làm khuôn
Đầm chặt và tạo lỗ thoát khí ,rãnh tho ắt khí
+Làm khuôn trên
Lật hòm khuôn dới lắp mẫu trên
Lắp hòm khuôn trên, đặt mâũ phụ
Đỗ hỗn hợp ,đầm chặt ,tạo lỗ thoát khí
Rút các mẫu phụ
Lật hòm khuôn trên
+Rút mẫu dới
+ Rút mẫu trên
+Tạo rãnh dãn ,sửa khuôn
+Lắp khuôn và lõi
1. Xác định kích th ớc cơ bản của hòm khuôn
Bài tập lớn: Chế tạo phôi Trờng ĐH Lơng Thế Vinh
Sinh viên: Phạm Quốc Điệp Lớp Cơ Khí -K3
10
Chiều dài khoảng trống của hòm:
L = L
vđ
+ a + b + c + e = 4 69 mm
Chiều rộng B = 240+ 2a = 320 mm
Chiều cao H = 110 mm
Kích thớc cơ bản của hòm khuôn:
2
BL
= 395 mm
Tra bảng I-23 ta có kết cấu thành hòm khuôn:
T
min
= 8 mm b

1
= 17 mm b
2
= 17 mm h
1
= 8 mm h
2
= 12 mm
2. Lắp khuôn và tính lực ép khuôn
a, Tính khối lợng hòm khuôn trên:
Kích thớc hòm : L = 469 mm B = 320 mm H = 110 mm
Thể tích hòm cha có phần mẫu: V
h
= 469.320.110 = 16508800 mm
3
= 16509 cm
3
Thể tích nửa hòm khuôn trên bằng V
h
V
đh
V
vd
V
r
Với V
đh
là thể tích đậu hơi, V
vd
là thể tích vật đúc , V

r
là thể tích hệ thống rót
V
r
=
2 2 2
70 24 20
65 45 25
4 4 4


=48569mm
3
V
vd
= 1870,45cm
3
V
đh
=31906mm
3
V
ht
= 16509-1870,45-48,569-31,906 = 14560cm
3
Khối lợng hòm khuôn trên:
Bài tập lớn: Chế tạo phôi Trờng ĐH Lơng Thế Vinh
Sinh viên: Phạm Quốc Điệp Lớp Cơ Khí -K3
11
G

hk
= V
hr
.
cỏt

= 14560 . 2,6 . 10
-3
= 37,85 kg
b. Tính lực đẩy hòm khuôn trên:
P
đ
= P
kt
+ P
1
Vì lõi đứng, tiết diện kh ông đổi nên không có lực đẩy lõi
P
đk
= P
kt
=
gang
. V
CC
V
CC
là thể tích chất lỏng bị vật chiếm chỗ
V
CC

=(1870,45+31,906+48,569 ) = 1951 cm
3
P
kt
= 7 . 1951 . 10
-3
= 13,657 (kg)
Vậy khôn cần lực kẹp do P
kt
nhỏ hơn G
hk
.
ViI . Thiết kế bản vẽ HP lõi
Là bộ phận ,thành phần bộ mẵu để tạo ra lõi cát, và lỗi cát đó tạo ra hình dạng bên
trong vật đúc .
Với thiết kế dới đây lõi đợc chế tạo bằng gỗ
Với chi tiết trên ta thiết kế kiểu lõi đứng là phù hợp. Dựa vào kích thớc lỗ của chi
tiết, tra bảng I-10, I-13 và I-14, ta có các thông số của lõi nh sau:
S
t
= 0,25 mm S
d
= 0,25 mm d
lõi
= 50 mm S
3
=2 mm
h
t
= 30 mm h

d
= 50 mm

t
= 10
0

d
= 7
0
Bµi tËp lín: ChÕ t¹o ph«i Trêng §H L¬ng ThÕ Vinh
Sinh viªn: Ph¹m Quèc §iÖp Líp C¬ KhÝ -K3
12
Bµi tËp lín: ChÕ t¹o ph«i Trêng §H L¬ng ThÕ Vinh
Sinh viªn: Ph¹m Quèc §iÖp Líp C¬ KhÝ -K3
13
Bµi tËp lín: ChÕ t¹o ph«i Trêng §H L¬ng ThÕ Vinh
Sinh viªn: Ph¹m Quèc §iÖp Líp C¬ KhÝ -K3
14
Bµi tËp lín: ChÕ t¹o ph«i Trêng §H L¬ng ThÕ Vinh
Sinh viªn: Ph¹m Quèc §iÖp Líp C¬ KhÝ -K3
15