Bài Giảng Kỹ Thuật Chế Tạo Máy

Kü thuËt chÕ t¹o m¸y
Giảng viên: Trần Thị Vân Nga

Hà nội 2011


Tài liệu sử dụng:



Kỹ thuật chế tạo máy tập 1
Kỹ thuật chế tạo máy tập 2

Bộ môn:

Công nghệ Giao thông – Phòng 502 A6.


Nội dung bao gồm các phần sau:
Phần I: Các phương pháp chế tạo phôi
Phần II: Nguyên lý cắt kim loại
Phần III: Gia công trên máy cắt kim loại
Phần IV: Quy trình công nghệ gia công cơ khí
Phần V: Đồ gá gia công cơ khí


PhÇn I
C¸c ph¬ng ph¸p chÕ t¹o ph«i


A- ChÕ t¹o ph«i b»ng ph¬ng ph¸p ®óc

Më ®Çu
Kh¸i niÖm chung vÒ SẢn xuÊt ®óc


Mở đầu: KHái niệm chung về Sn xuất đúc







1- Thực chất đặc đim của sn xuất đúc
úc là phơng pháp chế tạo chi tiết bằng rót kim loại lỏng
vào khuôn có hinh dạng nhất định. Sau khi kim loại đông
đặc trong khuôn ta thu đợc vật phẩm có hinh dạng kích thớc
phù hợp với yêu cầu.
Vật phẩm đúc ra có thể đem dùng ngay đợc gọi là chi tiết
đúc.
Nếu vật phẩm qua gia công nâng cao độ bóng, độ chính
xác gọi là phôi đúc.


Mở đầu: KHái niệm chung về Sn xuất đúc



Các phơng pháp đúc:

+ úc trong khuôn cát đợc dùng khá phổ biến bởi vi nó
đơn gin, rẻ tiền nhng khuôn chỉ dùng một lần, độ bóng
chính xác thấp.
+ úc đặc biệt nh: đúc trong khuôn kim loại, đúc dới áp
lực, đúc ly tâm, đúc trong khuôn mẫu chy, đúc trong
khuôn vỏ mỏng, đúc liên tục nhằm nâng cao độ bóng, độ
chính xác và nâng cao nng suất.


Mở đầu: KHái niệm chung về Sn xuất đúc











ặc điểm của sn xuất đúc có nhng u nhợc điểm chủ yếu
sau:

Về u điểm:
úc có thể đúc nhiều loại vật liệu khác nhau, thờng là gang, thép,
kim loại màu và hợp kim của chúng. Khối lợng từ vài gam đến hàng
tấn.
Chế tạo đợc vật đúc có hinh dạng, kết cấu phức tạp mà các phơng
pháp khác chế tạo khó khn hoặc không chế tạo đợc.

ộ chính xác về hinh dáng, kích thớc và độ bóng có thể đạt khá cao
nếu dùng phơng pháp đúc đặc biệt (ví dụ chính xác có thể đạt đợc
dung sai 0,001mm và độ bóng 7 ữ 8).
Có thể đúc nhiều lớp kim loại khác nhau trong một vật đúc hoặc cơ
tính mặt ngoài và bên trong vật đúc khác nhau v.v
úc có kh nng cơ khí hoá và tự động hoá.
Vốn đầu t ít, tính chất sn xuất linh hoạt, n ng suất tơng đối cao
cho nên giá thành vật đúc tơng đối rẻ.


Mở đầu: KHái niệm chung về Sn xuất đúc








Về nhợc điểm:
Tốn kim loại cho hệ thống rót, đậu hơi, đậu ngót. Ví
dụ đúc nhôm, hợp kim nhôm lợng kim loại hao phí
đến 25% so với vật đúc.
úc dễ gây ra khuyết tật nh thiếu hụt, rỗ khí, cháy
cát v.v làm cho tỷ lệ phế phẩm có khi khá cao.
úc trong khuôn cát và làm khuôn bằng tay th i độ
chính xác, độ bóng và nng suất thấp. Ví dụ đúc
trong khuôn cát và làm khuôn bằng tay đạt chính
xác 2mm. ộ bóng 3.
Khó kiểm tra khuyết tật bên trong vật đúc.

Mở đầu: KHái niệm chung về Sn xuất đúc


úc phát triển mạnh mẽ và đợc dùng rộng rãi trong các
ngành công nghiệp. Khối lợng vật đúc chiếm khong 40
80% tổng khối lợng của máy móc. Trong ngành chế
tạo máy khối lợng vật đúc chiếm 85 90% mà giá thành
chỉ chiếm 20 25%. Trong nhiều ngành ôtô, máy kéo,
máy bơm, máy nén, động cơ điện khối lợng vật đúc
chiếm 75 80%.


Mở đầu: KHái niệm chung về Sn xuất đúc





2- Khái niệm về quá trènh sn xuất đúc
trong khuôn cát
úc trong khuôn cát là phơng pháp đúc thực hiện bằng
cách rót hợp kim lỏng đúc vào khuôn làm bằng cát (hỗn
hợp làm khuôn gồm cát, đất sét, chất dính kết, chất
phụ) có hinh dạng, kích thớc nhất định, sau khi hợp
kim đúc đông đặc và nguội ta tháo dỡ khuôn lấy vật
phẩm đúc có hinh dạng kích thớc hợp lý.
úc trong khuôn cát là phơng pháp đúc đợc sử dụng phổ
biến nhất hiện nay vi phơng pháp đúc này yêu cầu đơn

gin, tính chất sn xuất linh hoạt nên phù hợp đợc với
mọi quy mô và điều kiện sn xuất.


Mở đầu: KHái niệm chung về Sn xuất đúc


Sơ đồ quá trinh sn xuất đúc
Bộ phận kỹ thuật

Chế tạo bộ mẫu

Chế tạo hỗn hợp làm
khuôn

Chế tạo hỗn hợp làm
lõi

Nấu
kim
loại

Làm khuôn

Làm lõi

Sấy khuôn

Sấy lõi

Lắp khuôn và rót
kim loại vào khuôn
Dỡ khuôn lấy
vật đúc

Phá lõi khỏi vật
đúc

Làm sạch
vật đúc

Kiểm
nghiệm


Mở đầu: KHái niệm chung về Sn xuất đúc









3- ặc điểm của phôi đúc trong chế tạo máy
Trong chế tạo máy phôi đúc chiếm tỷ lệ lớn vi chỉ có đúc
mới tạo đợc phôi có hinh dạng phức tạp, kích thớc trọng l
ợng lớn.
Khi chi tiết phức tạp khối lợng lớn thi ngời ta đúc trong

khuôn cát để tạo phôi.
Khi chi tiết cần cơ tính cao, độ chính xác kích thớc (0,3
0,6mm) phôi đợc chế tạo bằng phơng pháp đúc trong khuôn
kim loại.
Khi chi tiết có dạng tròn xoay nh phôi chế tạo séc m ng,
bạc ngời ta dùng phơng pháp đúc ly tâm.
Nhng chi tiết nhỏ yêu cầu độ chính xác cao, hinh dạng
phức tạp thi phôi đợc tạo ra bằng phơng pháp đúc trong
khuôn vỏ mỏng, khuôn mẫu chy, đúc dới áp lực.


Ch¬ng I
Đóc trong khu«n c¸t


ChNG 1: C TRONG KHUễN CT

1 1. Cấu tạo và các bộ phận cơ bn của khuôn
đúc
1- Sơ đồ cấu tạo khuôn đúc bằng cát
Khuôn đúc bằng cát có cấu tạo nh hinh vẽ
1. Khuôn trên;
2. Lòng khuôn;
3. Hệ thống rót;
4, 5. ậu ngót (ậu hơi);
6. Lõi;
7. Khuôn dới;
8. Hòm khuôn dới;
9. Hòm khuôn trên;
10. Mặt phân khuôn.

ChNG 1: C TRONG KHUễN CT







2- Các bộ phận cơ bn của khuôn đúc
a) Hòm khuôn
Dùng để chứa khuôn (hỗn hợp làm khuôn) thông th
ờng gồm hai hòm khuôn: Hòm khuôn trên và hòm
khuôn dới, cũng có thể là ba hoặc nhiều hòm khuôn
tuỳ thuộc vào mức độ phức tạp của vật đúc. Hỗn hợp
chứa trong hòm khuôn là cát, đất sét, chất phụ, chất
dính kết ngời ta gọi là hỗn hợp làm khuôn.
b) Lòng khuôn
Lòng khuôn là phần không gian rỗng trong khuôn,
nó đợc tạo ra bởi mẫu. Hinh dáng kích thớc của
lòng khuôn giống nh hinh dáng kích thớc của vật
đúc và mẫu (trừ phần tai gối mẫu).


ChNG 1: C TRONG KHUễN CT

c) Hệ thống rót
Hệ thống rót là hệ thống dẫn
kim loại từ thùng rót vào lòng
khuôn.
Hệ thống rót là bộ phận quan
trọng của khuôn. Hệ thống rót
có kết cấu hợp lý và đợc bố trí ở
vị trí thích hợp trong khuôn, sẽ
đm bo cho vật đúc chất lợng
tốt, tỷ lệ phế phẩm ít đồng thời
cũng gim đợc chất lợng hao
phí hợp kim đúc cho hệ thống
rót.

Hỡnh 1.2
1.

Cốc rót;

2.

ống rót;

3.

Rãnh lọc xỉ;

4.

Rãnh dẫn;

5, 6. ậu ngót.


ChNG 1: C TRONG KHUễN CT

Một hệ thống rót có kết cấu hợp lý và có vị trí thích hợp
trong khuôn thi phi đạt đợc các yêu cầu sau:
1. Dòng kim loại chy vào khuôn phi liên tục và êm không
tạo ra dòng chy xoáy (tránh gây xói lở hệ thống rót, lòng
khuôn và lõi) và không có hiện tợng phun bắn.
2. Phi gi lại đợc xỉ và tạp chất trong hệ thống rót, không
cho chy vào khuôn.
3. Phi đm bo toàn bộ lòng khuôn đợc điền đầy hợp kim
đúc, để vật đúc không bị thiếu hụt.
ể đm bo đợc các yêu cầu trên khi bố trí hệ thống rót
trong khuôn phi chú ý một số nguyên tắc sau đây:
- Không đặt rãnh dẫn ngay dới ống rót.
- Không đợc đặt rãnh ở mép tận cùng của rãnh lọc xỉ.


ChNG 1: C TRONG KHUễN CT

Hệ thống rót bao gồm cốc rót, ống rót, rãnh lọc xỉ và rãnh
dẫn.
a) Cốc rót
Cốc rót là nơi chứa kim loại lỏng từ thùng rót trớc khi
chy vào ống rót, gim lực xung của dòng kim loại lỏng đi
vào khuôn.

Cốc rót có nhiều loại (hinh 1.3):
- Cốc rót hỡnh phễu
- Cốc rót hỡnh chậu.
- Cốc rót có màng lọc
- Cốc rót có màng ngn
- Cốc rót có nút đậy
Nhng hai loại đợc dùng phổ biến nhất là cốc rót hinh phễu
và cốc rót hinh chậu.


ChƯƠNG 1: ĐÚC TRONG KHUÔN CÁT


ChNG 1: C TRONG KHUễN CT

b) ống rót (hinh 1.4)

ống rót dùng dẫn hợp kim lỏng từ cốc rót đến rãnh lọc xỉ, kết
cấu và kích thớc ống rót nh hởng trực tiếp đến tốc độ chy
của dòng hợp kim lỏng vào khuôn, chiều cao của ống rót nh
hởng tới áp lực của hợp kim tác dụng lên hệ thống rót và lòng
khuôn.
Chiều cao ống rót càng lớn, thi áp lực hợp kim lỏng tác dụng
lên hệ thống rót và thành khuôn càng lớn, dòng hợp kim lỏng
chy vào khuôn càng mạnh dễ gây xói lở lòng khuôn cuốn
theo hỗn hợp làm khuôn vào vật đúc song lại có tác dụng bổ
ngót tốt.
Thông thờng chiều cao ống rót phi cao hơn nơi cao nhất
của lòng khuôn (mặt cao nhất của vật đúc trong khuôn) một
khong 100 200mm.

ChƯƠNG 1: ĐÚC TRONG KHUÔN CÁT

èng rãt thêng cã tiÕt diÖn trßn, trªn to díi nhá (®êng
kÝnh èng phÝa trªn lín h¬n ®êng kÝnh èng phÝa díi
khoảng 10-15%).
èng rãt cã nhiÒu kiÓu: èng rãt th¼ng, èng rãt nhiÒu
bËc, èng rãt hình r¾n v.v…

Hình 1.3


ChNG 1: C TRONG KHUễN CT

Thông thờng nhất là kiểu ống rót thẳng (a) có kết cấu đơn
gin dễ làm khuôn lại bo đm hợp kim lỏng chy đến
vào ống xỉ lọc (do tiết diện ống trên to dới nhỏ nên hợp
kim lỏng trong ống luôn đầy). ợc dùng nhiều trong
khuôn đúc gang và đúc thép.
Còn hai kiểu ống rót bậc (b) và ống rót hinh rắn có đặc
điểm là chiều cao lớn, kết cấu gấp khúc hoặc lợn sóng,
khó chế tạo song có u điểm là dòng hợp kim lỏng chy
vào khuôn có tốc độ lớn áp lực lớn nhng êm có tác dụng
điền đầy khuôn tốt mà không gây xói lở hệ thống rót vào
lòng khuôn.
Hai kiểu ống rót này đợc dùng trong khuôn đúc hợp kim
màu có nhiệt độ nóng chy thấp nh nhôm, Mg.

ChNG 1: C TRONG KHUễN CT

c) Rãnh lọc xỉ (hinh 1.5)

Rãnh lọc xỉ có tác dụng tiếp tục lọc xỉ trong hợp kim lỏng trớc
khi chy vào lòng khuôn.
Do có tác dụng nh vậy nên rãnh lọc xỉ đợc bố trí ngay dới ống
rót và ở bên trên các rãnh dẫn (ngay tại mặt phân khuôn của
nửa khuôn trên).
Rãnh lọc xỉ có nhiều kiểu, thông dụng nhất là kiểu rãnh
thẳng có tiết diện hinh thang (a), tam giác (b), bán nguyệt (c),
rãnh lọc xỉ tiết diện hinh thang có u điểm dễ nổi xỉ và tổn thất
nhiệt hợp kim lỏng tơng đối ít, nên thích hợp dùng cho khuôn
đúc gang.
Còn hai kiểu rãnh tiết diện kia có u điểm là tổn thất nhiệt hợp
kim lỏng ít hơn, nhng khó nổi xỉ hơn vi vậy thích hợp cho
khuôn đúc thép.