Đề tài chọn phôi và gia công phôi

ĐH Công nghiệp thành Phố Hồ Chí Minh
Môn: Công nghệ chế tạo máy 1
Đề tài: Chọn phôi và gia công phôi
Giảng viên: Võ Ngọc Yến Phương
08/23/15
1
Nhi m v c a các thành viên:ệ ụ ủ
-Hoàng s n Lâm: ơ thuy t trình, v t li u ế ậ ệ
phôi.
-Đ ng Trung Huyặ : power point,c s ơ ở
kinh t .ế
-Nguy n Tu n Hoàng: ễ ấ c s kinh t và ơ ở ế
k thu t ch n phôi.ỹ ậ ọ
-Hà Duy Hùng: các lo i phôi.ạ
-Vũ Qu c Hòa: ố gia công chu n b phôi.ẩ ị
2
I. CƠ SỞ KINH TẾ - VÀ KỸ THUẬT CHỌN PHÔI
3
ph
ct
G
G
K =
1. Chọn Vật Liệu Chế Tạo Phôi
Xuất phát từ yêu cầu kỹ thuật và điều kiện làm việc chủ chi tiết để
chọn đúng chủng loại vật liệucó các tính chất cơ tính thích hợp
Giá thành phôi thường chiếm 20-50% giá thành sản phẩm
Chi phí kim loại được đánh giá bằng hệ số sử dụng vật liệu K:
Gct: khối lượng chi tiết hoàn thiện (kg)
Gph: khối lượng phôi (kg)
2. Chọn Phương Pháp Chế Tạo Phôi

4
II. VẬT LIỆU PHÔI
1.1 Thép
a. Phân loại

Phân loại theo phương pháp sản xuất
- Thép thường (nhóm A, ,B)Ƃ
- Do quá trình khử oxy trong khi nấu thép thường nên
phân biệt thép sôi, thép nửa sôi và thép lặng
- Thép tốt (tỉ lệ P và S <0.04%)
- Thép chất lượng cao (thường là thép hợp kim có P
và S <0.02% - 0.03%)

Phân loại theo thanh phần hóa học: Thép cacbon,Thép
hợp kim

Phân loại công dụng:
-Thép xây dựng (thép thường, thường không nhiệt luyện
- Thép chế tạo máy (thép kết cấu)
- Thép dụng cụ
- Thép có tính chất vật lí đặc biệt
1. Vật liệu kim loại
Ưu điểm:
- Dễ đúc, dễ hàn, dễ gia công, giá thành thấp.
Nhược điểm:
- Hàm lượng hợp kim thấp nên độ bền, độ dẻo, độ
dai va đập kém, độ thấm tôi thấp.
- Độ bền nhiệt thấp (<300
0
C)

- Thép cacbon thường dùng làm các chi tiết máy
chịu tải trọng khơng lớn, không phức tạp
5
II. VẬT LIỆU PHÔI
1. Vật liệu kim loại
1.1 Thép
a. Phân loại
b. Thép cacbon
Thép cacbon là hợp kim trên cơ sở sắt và cacbon có
hàm lượng C ≤ 2.14%

Phân loại: Thép cacbon thông dụng
Thép cacbon kết cấu
Thép cacbon dụng cụ
Ưu, nhược
điểm
II. VẬT LIỆU PHÔI
1. Vật liệu kim loại
1.1 Thép
a. Phân loại
b. Thép cacbon
c. Thép hợp kim
Thép hợp kim là hợp kim Fe-C có chứa các nguyên
tố hợp kim như Mn, Si, Ni, Ti, W, Mo,…đồng thời
các tạp chất S, P, O rất thấp.

Phân loại: Thép hợp kim kết cấu (0,1 - 0,85% C)
Thép hợp kim dụng cụ (0,7 – 1% C)
Thép gió
Thép hợp kim đặc biệt

Thép ổ lăng
Thép không gỉ
Thép hợp kim chịu nhiệt
Ưu, nhược
điểm
Ưu điểm:
-
Sau nhiệt luyện thép có độ bền và độ cứng cao nhưng độ
dẻo và độ dai giảm
-
Giữ được khả năng chống ôxy hóa ở môi trường 800 –
1000
0
C, do đó thép hợp kim có khả năng chống mài mòn
và ăn mòn cao
-
Có khả năng chịu tải trọng lớn và chống mài mòn nên
thường dung làm các chi tiết bánh rang, bulông, đai ốc,…
Nhược điểm: tính công nghệ kém so với thép cacbon như
khó đúc, khó hàn,khó cắt gọt hơn.
Gang là hợp kim Fe-C trong đó C: (2,14 - 6,67)% và
luôn chứa các nguyên tố khác như: P, S, Si, Mn.
Thông thường gang chứa 2-4% Mn, 0,04-0,65% P,
02-0,15%S.
7
II. VẬT LIỆU PHÔI
1. Vật liệu kim loại
1.1 Thép
1.2 Gang
 Phân loại:

 Phân loại gang theo thành phần hóa học

Gang thường: không chứa các nguyên tố hơp kim
hóa

Gang hợp kim thấp: các nguyên tố hợp kim < 3%

Gang hợp kim trung bình: lượng chứa nguyên tố
hợp kim 3-10%

Gang hợp kim cao: lượng chứa nguyên tố hợp kim
>10%
 Phân loại gang theo tổ chức và điều kiện tạo thành
graphit

Gang trắng

Gang xám

Gang cầu

Gang biến trắng

Gang dẻo
8
II. VẬT LIỆU PHÔI
1. Vật liệu kim loại
1.1. Vật liệu polyme
Polyme là một hợp chất gồm các phân tử được
hình thành do sự lặp lại nhiều lần của một hay

nhiều nguyên tử liên kết với nhau với số lượng lớn.
 Phân loại:
 Theo nguồn gốc hình thành vật liệu:
-
Polyme thien nhiên
-
Polyme tổng hợp
 Theo khả năng chịu nhiệt:
-
Polyme nhiệt dẻo
-
Polyme nhiệt rắn
 Ứng dụng:
-
Các loại ống cuốc sợi trong công nghiệp( ABS)
-
Làm cửa kính cho cac phương tiện ô tô, máy bay,
…(Acrylic)
-
Bạc lót, bánh rang, đệm chịu hóa chất,…
(Flocacbon)
-
Bạc lót cho các xe máy, bang tải,…(Polyamit)
2. Vật liệu phi kim
9
II. VẬT LIỆU PHÔI
1. Vật liệu kim loại
1.1. Vật liệu polyme
1.2. Vật liệu composit
Vật liệu composit là vật liệu nhiều pha khác

nhau về thành phần hóa học, không tan vào
nhau, phân cách nhau bằng ranh giới pha và
được xếp theo ý đồ định trước nhằm phát huy
tính ưu việt của từng pha.
 Phân loại:
 Dựa vào nền người ta chia làm:
-
Vật liệu composit nền polymer
-
Vật liệu composit nền kim loại
-
Vật liệu composit nền gốm(ceramic)
-
Vật liệu composit nền hỗn hợp
 Dựa vào hình dạng người ta chia làm:
- Vật liệu composit cốt hạt
-
Vật liệu composit cốt sợi
-
Vật liệu composit cấu trúc lớp, tấm
hay tổ ong
 Ứng dụng:
-
Ống cống dẫn nước thải của các nhà máy (nền
polymer)
-
Chế tạo thân máy, thân đồ gá, bàn máy,…(nền
polymer cốt SiO
2
và sỏi

-
Chế tạo bộ phận chuyển động như cách tay
robot(polymer cốt oxit nhôm)
2. Vật liệu phi kim
Ưu điểm:
- Đúc được hầu hết các kim loại và hợp kim
- Kích thước, hình dạng đơn giản đến phức tạp
10
III. CÁC LOẠI PHÔI
1. Phôi chế tạo bằng phương pháp đúc
Phôi đúc dược chế tạo bằng cách rót kim loại
lỏng vào khuôn có hình dang, kich thước xác
định.
Ưu, nhược
điểm
Nhược điểm:
- Rỗ co và lõm co: thường nằm ở nơi kết tinh sau
cùng phía trên vật đúc
- Khi thiết kế khuôn đúc sao cho phần lõm co này
nằm ở đậu ngót và sẽ cắt bỏ đi sau khi đúc.
- Rỗ khí: khí hòa tan thóat ra không kịp tạo nên
những rỗ khí hay bọt khí
- Tiến hành khử khí trước khi đúc: sáy khuôn trước
khi đúc hay đúc trong môi trường chân không.
- Thiên tích: là sự không đồng nhất về thành phần và
cấu trúc của vật đúc cả với hợp kim và kim lọai do
tích tụ tạp chất.
C u t o tinh th c a v t đúcấ ạ ể ủ ậ
08/23/15
11

Các ph ng pháp đúcươ
1. Đúc trong khuôn cát

Hỗn hợp khuôn cát: Sio2; đất sét (chủ yếu là cao
lanh), chất kết dính (dầu thực vật, nhựa thông,
ximăng, hắc ín, mật mía, bột hồ…

Khuôn làm bằng tay, bằng máy

Mẫu gỗ, mẫu kim loại

Làm khuôn trong hòm khuôn hay từ nền nhà xưởng
08/23/15
12
Các b ph n c a v t đúcộ ậ ủ ậ
13
Đúc khuôn cát
08/23/15
14
2. Đúc li tâm
Đặc điểm:

Tổ chức kim loại mịn chặt, không tồn tại các
khuyết tật rỗ khí, rỗ co.

Có thể tạo được các vật đúc gồm nhiều lớp kim
loại khác nhau. Tuy nhiên, phương pháp này chỉ
thích hợp với vật có dạng tròn xoay, chất lượng
bề mặt trong kém.


Đúc các chi tiết tròn xoay rỗng mà không cần
dùng lõi như đúc các lọai ống hợp kim, secmăng,
bạc lót…

Không cần dùng hệ thống đậu rót, đậu ngót nên
tiết kiệm kim lọai.
15
Các ph ng pháp đúcươ
3. Đúc trong khuôn vỏ mỏng
16
Các ph ng pháp đúcươ
4. Đúc trong khuôn kim lo iạ
Đặc điểm:

Độ chính xác tuyệt vời

Chất lượng bề mặt Ra 1 - 2,5 mm

Đúc các chi tiết có thành mỏng hơn so với đúc
khuôn các và khuôn vỏ mỏng (khoảng 0,75 mm)

Làm giảm hoặc loại bỏ các hoạt động gia công
thứ cấp. Tốc độ sản xuất nhanh chóng.

Khuôn được tái sử dụng nhiều lần (vài chục đến
hàng vạn lần).
17
Đ c đi m:ặ ể

Tổ chức hạt kim lọai mịn


Chi phí vốn rất cao do tốn kém cho thiết bị và khuôn

Vì vậy đảm bảo tính kinh tế phải đúc số lượng lớn
sản phẩm

Giới hạn trọng lượng đúc từ 30gram đến 10kg

Dùng rộng rãi trong đúc thép, gang đặc biệt là kim
loại máu như kẽm, đồng, nhôm, magie, chì thiếc và
các hợp kim màu

Chế tạo các chi tiết như secmăng, xylanh, pittông,
van…
2. Đúc trong khuôn kim lo iạ
08/23/15
18
K t c u khuôn kim lo iế ấ ạ
08/23/15
19
V t li u làm khuôn kim lo iậ ệ ạ

Vật liệu làm khuôn thường sử dụng gang có
tính dẫn nhiệt tốt, chắc chắn và rẻ.

Do tính chất của việc đúc thép rất khắc nghiệt,
đều kiện làm việc của khuôn thép mang tính chu
kỳ: gia nhiệt, làm nguội, tức là giản nở, co ngót
nên khuôn đúc dễ bị hỏng bởi nứt hoặc chóc.
08/23/15

20

Ngoài ra còn có phương pháp đúc liên tục và đúc
trong khuôn mẫu chảy đúc chân không, đúc trong
khuôn vỏ mỏng.
Các ph ng pháp đúc khácươ
2. Phương pháp gia công áp lực
21
III. CÁC LOẠI PHÔI
1. Phôi chế tạo bằng phương pháp đúc
Gia công kim loại bằng áp lực là dung ngoại lực tác
dụng thông qua các dụng cụ làm cho kim loại bị
biến dạng ở trạng thái mạng tinh thể để thu được
chi tiết có hình dạng, kích thước theo yêu cầu.
Ưu, nhược điểm
Ưu điểm:
-
Cơ tính vật liệu được cải thiện
-
Độ chính xác về hình dạng, kích thước, chất lượng
bề mặt cao
-
Rút ngắn được các bước của quá trình công nghệ
-
Dễ cơ khí hóa và tự động hóa
Nhược điểm:
-
Khó chế tạo chi tiết có hình dạng phức tạp
-
Không áp dụng được với kim loại có tính dẻo

-
Tính linh loạt của phương pháp bị hạn chế
Các ph ng pháp gia công áp l cươ ự

Cán là phương pháp làm biến dạng kim lọai qua khe
hở của các trục cán quay ngược chiều nhau tạo nên
quá trình cán bằng lực ma sát.

Thông thường quá trình cán thép của các nhà máy
bao gồm 3 khâu chủ yếu: luyện thép – đúc thỏi – cán.

Phôi cán có tiết diện ngang và chiều dài theo tiêu
chuẩn ( sổ tay tiêu chuẩn thép cán).

Độ chính xác, chất lượng bề mặt và thành phần hóa
học phôi cán ổn định hơn so với phôi đúc.

Thường dùng để gia công các chi tiết dạng trục, bánh
răng…
22
1. Phương pháp cán
Ph ng pháp cánươ
08/23/15
23
Các ph ng pháp gia công áp l cươ ự
24

Rèn là phương pháp làm biến dạng kim loại ở
trạng thái nóng.


Phôi rèn có cơ lý tính tốt hơn hẳn so với phôi đúc.
2. Phôi rèn tự do
3. Phương pháp dập nguội

D p ngu i là ph ng pháp gia công áp l c làm bi n ậ ộ ươ ự ế
d ng kim l ai tr ng thái ngu i.ạ ọ ở ạ ộ
Theo tính ch t bi n d ng, d p ngu i đ c chia làm các ấ ế ạ ậ ộ ượ
hình th c: ứ

D p c tậ ắ

D p u nậ ố

D p vu tậ ố

D p t o hìnhậ ạ

D p th tíchậ ể
4. Ph ng pháp d p nóngươ ậ

Phôi d p nóng có đ chính xác v hình ậ ộ ề
d ng, kích th c và ch t l ng b m t ạ ướ ấ ượ ề ặ
cũng nh là c tính cao. ư ơ

H s s d ng v t li u cao h n so v i ệ ố ử ụ ậ ệ ơ ớ
ph ng pháp rèn t do.ươ ự

Tuy nhiên c n ph i có máy d p, máy ép có ầ ả ậ
công su t cao, chi phí đ u t ban đ u l n.ấ ầ ư ầ ớ


Do v y ch thích h p cho s n xu t hàng ậ ỉ ợ ả ấ
lo t và hàng kh i.ạ ố
25
2. Phương pháp gia công áp lực
III. CÁC LOẠI PHÔI
1. Phôi chế tạo bằng phương pháp đúc
3. Phương pháp hàn

Phôi hàn được chế tạo từ thép cán dạng tấm hay
dạng thép hình liên kết lại với nhau bằng mối hàn.

Sử dụng cho các chi tiết dạng hộp như khung
sàn, bệ máy… giá thành rẻ so với phôi đúc tuy
nhiên chất lượng phôi phụ thuộc vào chất lượng
mối hàn, khả năng chịu tải trọng thấp hơn so với
phôi đúc.