(Đề tài NCKH) nghiên cứu chế tạo bộ mẫu đúc (5 7 mẫu) để phục vụ công tác học tập môn công nghệ kim loại (phần đúc) theo chương trình 150 tín chỉ và định hướng e m learning
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.39 MB, 123 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO BỘ MẪU ÐÚC (5- 7
MẪU) ÐỂ PHỤC VỤ CÔNG TÁC HỌC TẬP MÔN
CÔNG NGHỆ KIM LOẠI (PHẦN ÐÚC) THEO
CHƯƠNG TRÌNH 150 TÍN CHỈ
VÀ ÐỊNH HƯỚNG E/M-LEARNING
MÃ SỐ: T2015-34
SKC005659
Tp. Hồ Chí Minh, 2015
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ
THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
BÁO CÁO TĨM TẮT
ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƢỜNG
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO BỘ MẪU ĐÚC (5- 7 MẪU)
ĐỂ PHỤC VỤ CÔNG TÁC HỌC TẬP MÔN CƠNG
NGHỆ KIM LOẠI (PHẦN ĐÚC) THEO CHƢƠNG
TRÌNH 150 TÍN CHỈ
VÀ ĐỊNH HƢỚNG E/M-LEARNING
Mã số: T2015-34
Chủ nhiệm đề tài: GV. ThS. Võ Xuân Tiến
TP. HCM, 11/2015
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ
MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY
BÁO CÁO TĨM TẮT
ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƢỜNG
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO BỘ MẪU ĐÚC (5- 7 MẪU)
ĐỂ PHỤC VỤ CÔNG TÁC HỌC TẬP MÔN CƠNG
NGHỆ KIM LOẠI (PHẦN ĐÚC) THEO CHƢƠNG
TRÌNH 150 TÍN CHỈ
VÀ ĐỊNH HƢỚNG E/M-LEARNING
Mã số: T2015-34
Chủ nhiệm đề tài: GV. ThS. Võ Xuân Tiến
TP. HCM, 11/2015
MỤC LỤC
MỤC LỤC ...........................................................................................................................
DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................................
DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ .....................................................................................
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................................
Chƣơng 1: GIỚI THIỆU ..................................................................................................
1.1
Tính cấp thiết của đề tài .......................................................................................
1.2
Ý nghĩa của đề tài ...............................................................................................
1.3
Mục tiêu ngiên cứu của đề tài .............................................................................
1.4
Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu .......................................................................
1.4.1
Đối tƣợng nghiên cứu ...................................................................
1.4.2
Phạm vi nghiên cứu .....................................................................
1.5
Phƣơng pháp ngiên cứu .......................................................................................
1.6 Mục tiêu đạt đƣợc……………………………………………………………… .........
Chƣơng 2: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ĐÚC ......................................................
2.1
Giới thiệu về công nghệ Đúc ..............................................................................
2.2
Đặc điểm của công nghệ Đúc .............................................................................
2.3
Các phƣơng pháp đúc thƣờng dùng hiện nay ......................................................
2.4
Ứng dụng của công nghệ Đúc ............................................................................
2.5 Xu hƣớng của ngành Đúc .............................................................................................
CHƢƠNG 3: NHỮNG NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ CHI TIẾT ĐÚC ........................
3.1
Nguyên tắc chung ...............................................................................................
3.2
Co ngót và ứng suất khi đúc ...............................................................................
3.2.1
Rỗ ngót và xốp ngót ......................................................................
3.2.2
Ứng suất trong-nứt và cong .........................................................
3.3
Phân tích tính cơng nghệ của kết cấu vật đúc .....................................................
3.3.1
Kết cấu và phƣơng pháp chế tạo..................................................
3.3.2
Dạng kết cấu của vật đúc ..............................................................
3.3.3
Kết cấu vật đúc có chú ý đén độ bền ...........................................
3.3.4
Kết cấu vật đúc chú ý đến việc làm khuôn và mẫu dễ dàng .........
3.3.5
Kết cấu vật đúc có chú ý đến sự điền đầy kim loại vào lòng khu
3.3.6
Kết cấu vật đúc chú ý đến rỗ ngót, úng suất và nứt ......................
3.3.7
Kết cấu vật đúc chú ý đến việc làm sạch ......................................
3.3.8
Kết cấu vật đúc chú ý đến gia cơng cơ khí ..................................
3.3.9 Kiểm tra kết cấu vật đúc ............................................................................................
3.4
Đặc điểm thiết kế các chi tiết đúc ....................................................................
3.4.1
Chi tiết bằng thép ..........................................................................
3.4.2
Chi tiết bằng gang xám .................................................................
3.4.3
Chi tiết bằng gang graphit cầu ......................................................
3.4.4
Chi tiết bằng gang dẻo .................................................................
3.4.5
Chi tiết bằng hợp kim Đồng ........................................................
3.4.6
Chi tiết bằng hợp kim Nhôm .......................................................
3.4.7
Chi tiết đúc trong khuôn kim loại .................................................
3.4.8
Chi tiết Đúc-Hàn ...........................................................................
CHƢƠNG 4: THIẾT KẾ CƠNG NGHỆ ĐÚC ..............................................................
4.1
Các ngun tắc thiết kế cơng nghệ đúc ..............................................................
4.1.1
Nghiên cứu bản vẽ chi tiết đúc ....................................................
4.1.2
Vị trí vật đúc trong khn khi rót ................................................
4.1.3 Vị trí của mẫu khi làm khn, chọn mặt ráp khuôn và mặt phân mẫu...........................8
4.1.4 Chọn mặt chuẩn gia cơng................................................................................................................. 8
4.1.5 Sai lệch cho phép về kích thƣớc, khối lƣợng vật đúc và lƣợng dƣ............................... 9
4.1.6 Thiết kế ruột....................................................................................................................................... 10
4.1.7 Hệ thống rót........................................................................................................................................ 11
4.1.8 Đậu ngót.............................................................................................................................................. 12
4.1.9 Vật làm nguội.................................................................................................................................... 14
4.2 Thiết kế mẫu và khuôn đúc.............................................................................................................. 14
4.2.1 Ký hiệu thiết kế đúc và trình bày bản vẽ cơng nghệ đúc.................................................. 14
4.2.2 Thiết kế bộ mẫu................................................................................................................................ 15
CHƢƠNG 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHẾ TẠO BỘ MẪU NHỰA..........................16
5.1 Bộ mẫu con chạy.................................................................................................................................. 16
5.1.1 Bản vẽ chi tiết.................................................................................................................................... 16
5.1.2 Bản vẽ thiết kế đúc.......................................................................................................................... 16
5.1.3 Bản vẽ lồng phôi............................................................................................................................... 16
5.1.4 Bản vẽ mẫu đúc................................................................................................................................. 17
5.1.5 Bản vẽ hộp lõi.................................................................................................................................... 17
5.2 Bộ mẫu gối đỡ....................................................................................................................................... 17
5.2.1 Bản vẽ chi tiết.................................................................................................................................... 17
5.2.2 Bản vẽ thiết kế đúc.......................................................................................................................... 18
5.2.3 Bản vẽ lồng phôi............................................................................................................................... 18
5.2.4 Bản vẽ mẫu đúc................................................................................................................................. 18
5.2.5 Bản vẽ hộp lõi.................................................................................................................................... 18
5.3 Bộ mẫu ổ đỡ........................................................................................................................................... 19
5.3.1 Bản vẽ chi tiết.................................................................................................................................... 19
5.3.2 Bản vẽ thiết kế đúc.......................................................................................................................... 19
5.3.3 Bản vẽ lồng phôi............................................................................................................................... 19
5.3.4 Bản vẽ mẫu đúc................................................................................................................................. 19
5.3.5 Bản vẽ hộp lõi.................................................................................................................................... 20
5.4 Bộ mẫu thân bơm................................................................................................................................. 20
5.4.1 Bản vẽ chi tiết.................................................................................................................................... 20
5.4.2 Bản vẽ thiết kế đúc.......................................................................................................................... 20
5.4.3 Bản vẽ lồng phôi............................................................................................................................... 20
5.4.4 Bản vẽ mẫu đúc................................................................................................................................. 21
5.4.5 Bản vẽ hộp lõi.................................................................................................................................... 21
5.5 Bộ mẫu ống chứ T............................................................................................................................... 21
5.5.1 Bản vẽ chi tiết.................................................................................................................................... 21
5.5.2 Bản vẽ thiết kế đúc.......................................................................................................................... 21
5.5.3 Bản vẽ lồng phôi............................................................................................................................... 22
5.5.4 Bản vẽ mẫu đúc................................................................................................................................. 22
5.5.5 Bản vẽ hộp lõi.................................................................................................................................... 22
5.6 Bộ mẫu tay quay................................................................................................................................... 22
5.6.1 Bản vẽ chi tiết.................................................................................................................................... 22
5.6.2 Bản vẽ thiết kế đúc.......................................................................................................................... 23
5.6.3 Bản vẽ lồng phôi............................................................................................................................... 23
5.6.4 Bản vẽ mẫu đúc................................................................................................................................. 23
5.6.5 Bản vẽ hộp lõi.................................................................................................................................... 23
CHƢƠNG 6: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, KẾT LUẬN, ĐỀ NGHỊ VÀ PHƢƠNG
HƢỚNG PHÁT TRIỂN............................................................................................................................... 24
6.1 Kết quả..................................................................................................................................................... 24
6.2 Kết luận.................................................................................................................................................... 24
6.3 Đề nghị..................................................................................................................................................... 25
6.4 Phƣơng hƣớng phát triển................................................................................................................. 25
Tài liệu tham khảo....................................................................................................................................... 25
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 5.1: Trình bày sai lệch cho phép về kích thƣớc đối với vật đúc bằng gang xám và
thép cacbon ...............................................................................................................................
Bảng 5.2:Lƣợng dƣ lớn nhất để gia cơng cơ khí vật đúc bằng gang xám, mm (0CT
1855 ...
55[23]). ....................................................................
Bảng 5.3: Lƣợng co theo chiều dài của các vật đúc bằng các hợp kim khác nhau ...............
CNC ................................................................................
TCVN ...............................................................................................
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY
Tp. HCM, ngày 30 tháng 10 năm 2015
THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
1. Thông tin chung:
Tên đề tài: Nghiên cứu chế tạo bộ mẫu đúc (5 – 7 mẫu) để phục vụ cho công tác học
tập môn Thực tập Công nghệ Kim loại (phần Đúc) theo chƣơng trình 150 tín chỉ và định
hƣớng E/M learning.
- Mã số: T2015-34
- Chủ nhiệm: GV. ThS. Võ Xuân Tiến
- Cơ quan chủ trì: Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
- Thời gian thực hiện:
2. Mục tiêu:
Chế tạo từ 5 đến 7 bộ mẫu bằng nhựa POM bao gồm mẫu và hộp lõi.
3. Tính mới và sáng tạo:
Thơng thƣờng mẫu dùng để làm khuôn cát thƣờng làm bằng gỗ hoặc kim loại (hợp kim
nhôm). Tác giả thử nghiệm dùng POM để làm vật liệu gia công các mẫu dùng để đúc khuôn
cát.
4. Kết quả nghiên cứu:
Chế tạo đƣợc 6 bộ mẫu bằng nhựa POM và có thử nghiệm các bộ mẫu này để đúc ra các chi
tiết
5. Sản phẩm:
Chế tạo đƣợc 6 bộ mẫu bằng nhựa POM bao gồm mẫu và hộp lõi.
6. Hiệu quả, phƣơng thức chuyển giao kết quả nghiên cứu và khả năng áp
dụng: Áp dụng cho môn thực hành Công nghệ Kim loại.
Đã đƣa vào sử dụng để giảng dạy môn thực hành Công nghệ Kim loại học kỳ II năm
học 2014-2015 với gần 200 sinh viên
Trƣởng Đơn vị
(ký, họ và tên)
Chủ nhiệm đề tài
(ký, họ và tên)
MỞ ĐẦU
a. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU THUỘC LĨNH VỰC CỦA ĐỀ
TÀI Ở TRONG VÀ NGỒI NƢỚC
Ngồi nƣớc:
Thực nghiệm đóng vai trị rất quan trọng trong cơng tác giảng dạy kỹ thuật. Thực
nghiệm giúp củng cố kiến thức đã học, giúp sinh viên hình thành kỹ năng kỹ thuật, có
kỹ năng giải quyết vấn đề cũng nhƣ thích thú hơn khi học môn Công nghệ Kim loại.
Tại các trƣờng Đại học kỹ thuật nƣớc ngoài, khi học lý thuyết về Đúc, sinh viên
thƣờng đƣợc thực nghiệm về quá trình Đúc, nhƣ các trƣờng Tennessee Tech
University, Đại học kỹ thuật Aachen...
Trong nƣớc:
Để cơng tác giảng dạy chƣơng trình 150 tín chỉ theo hƣớng CDIO, cần để sinh viên
có cơ hội đƣợc thực nghiệm những gì đã học lý thuyết. Do vậy, khi học môn Công
nghệ Kim loại (phần Công nghệ Đúc), sinh viên cần được thực nghiệm về Đúc.
b.
MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
Chế tạo từ 5 đến 7 bộ mẫu bằng nhựa
c.
ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Đối tƣợng nghiên cứu: Lý thuyết về tính tốn, thiết kế Đúc và chế tạo mẫu
Đúc
tay
Phạm vi nghiên cứu: Kỹ thuật làm khuôn cát, phƣơng pháp làm khuôn bằng
d.
CÁCH TIẾP CẬN, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Cách tiếp cận: Khảo sát lý thuyết về thiết kế Đúc, vai trò của thực nghiệm
trong giảng dạy kỹ thuật
Phƣơng pháp nghiên cứu: Thực nghiệm chế tạo mẫu Đúc, thực nghiệm và
kết quả của thực nghiệm
e. NỘI DUNG NGHIÊN
CỨU Chương 1: Giới thiệu
Chương 2: Tổng quan nghiên cứu đề tài
Chương 3: Những nguyên tắc thiết kế chi tiết đúc
Chương 4: Phân tích thiết kế cơng nghệ đúc
Chương 5: Tính tốn thiết kế bộ mẫu nhựa dành cho đúc khuôn cát, bằng tay
Chương 6: Kết luận
MỞ ĐẦU
a. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU THUỘC LĨNH VỰC CỦA ĐỀ
TÀI Ở TRONG VÀ NGỒI NƯỚC
Ngồi nước:
Thực nghiệm đóng vai trị rất quan trọng trong cơng tác giảng dạy kỹ thuật. Thực
nghiệm giúp củng cố kiến thức đã học, giúp sinh viên hình thành kỹ năng kỹ thuật,
có kỹ năng giải quyết vấn đề cũng như thích thú hơn khi học môn Công nghệ Kim
loại. Tại các trường Đại học kỹ thuật nước ngoài, khi học lý thuyết về Đúc, sinh
viên thường được thực nghiệm về quá trình Đúc, như các trường Tennessee Tech
University, Đại học kỹ thuật Aachen...
Trong nước:
Để cơng tác giảng dạy chương trình 150 tín chỉ theo hướng CDIO, cần để sinh viên có
cơ hội được thực nghiệm những gì đã học lý thuyết. Do vậy, khi học môn Công nghệ
Kim loại (phần Công nghệ Đúc), sinh viên cần được thực nghiệm về Đúc.
b.
MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
Chế tạo từ 5 đến 7 bộ mẫu bằng nhựa
c.
ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Đối tượng nghiên cứu: Lý thuyết về tính tốn, thiết kế Đúc và chế tạo
mẫu Đúc
Phạm vi nghiên cứu: Kỹ thuật làm khuôn cát, phương pháp làm khuôn
bằng tay
d.
CÁCH TIẾP CẬN, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Cách tiếp cận: Khảo sát lý thuyết về thiết kế Đúc, vai trò của thực
nghiệm trong giảng dạy kỹ thuật
Phương pháp nghiên cứu: Thực nghiệm chế tạo mẫu Đúc, thực nghiệm
và kết quả của thực nghiệm
e. NỘI DUNG NGHIÊN
CỨU Chương 1: Giới thiệu
Chương 2: Tổng quan nghiên cứu đề tài
Chương 3: Những nguyên tắc thiết kế chi tiết đúc
Chương 4: Phân tích thiết kế cơng nghệ đúc
Chương 5: Tính tốn thiết kế bộ mẫu nhựa dành cho đúc khuôn cát, bằng tay
Chương 6: Kết luận
MỤC LỤC ...........................................................................................................................
DANH MỤC BẢNG BIỂU................................................................................................
DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ ......................................................................................
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................................
Chƣơng 1: GIỚI THIỆU .................................................................................................
1.1
1.2
1.3
1.4
Tính cấp thiết của đề tài ...............................................................................................
Ý nghĩa của đề tài .........................................................................................................
Mục tiêu ngiên cứu của đề tài ......................................................................................
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ................................................................................
1.4.1 Đối tượng nghiên cứu ................................................................................................
1.4.2 Phạm vi nghiên cứu ...................................................................................................
1.5
Phương pháp ngiên cứu ................................................................................................
1.6 Mục tiêu đạt được…………………………………………………………………….2
Chƣơng 2: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ĐÚC ......................................................
2.1
Giới thiệu về công nghệ Đúc .........................................................................
2.2
Đặc điểm của công nghệ Đúc ........................................................................
2.3
Các phương pháp đúc thường dùng hiện nay ................................................
2.4
Ứng dụng của công nghệ Đúc .......................................................................
2.5 Xu hướng của ngành Đúc .............................................................................................
CHƢƠNG 3: NHỮNG NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ CHI TIẾT ĐÚC ........................
3.1
Nguyên tắc chung ..........................................................................................
3.2
Co ngót và ứng suất khi đúc ..........................................................................
3.2.1
Rỗ ngót và xốp ngót ................................................................
3.2.2
Ứng suất trong-nứt và cong .....................................................
3.3
Phân tích tính cơng nghệ của kết cấu vật đúc ................................................
3.3.1
Kết cấu và phương pháp chế tạo .............................................
3.3.2
Dạng kết cấu của vật đúc .........................................................
3.3.3
Kết cấu vật đúc có chú ý đén độ bền .......................................
3.3.4
Kết cấu vật đúc chú ý đến việc làm khuôn và mẫu dễ dàng ...
3.3.5
Kết cấu vật đúc có chú ý đến sự điền đầy kim loại vào lòng k
3.3.6
Kết cấu vật đúc chú ý đến rỗ ngót, úng suất và nứt ................
3.3.7
Kết cấu vật đúc chú ý đến việc làm sạch ...............................
3.3.8
Kết cấu vật đúc chú ý đến gia cơng cơ khí............................
3.3.9
Kiểm tra kết cấu vật đúc ........................................................
i
3.4 Đặc điểm thiết kế các chi tiết đúc.................................................................................................. 11
3.4.1 Chi tiết bằng thép.............................................................................................................................. 11
3.4.2 Chi tiết bằng gang xám................................................................................................................... 12
3.4.3 Chi tiết bằng gang graphit cầu..................................................................................................... 14
3.4.4 Chi tiết bằng gang dẻo.................................................................................................................... 14
3.4.5 Chi tiết bằng hợp kim Đồng......................................................................................................... 15
3.4.6 Chi tiết bằng hợp kim Nhôm........................................................................................................ 15
3.4.7 Chi tiết đúc trong khuôn kim loại............................................................................................... 15
3.4.8 Chi tiết Đúc-Hàn............................................................................................................................... 16
3.4.9 Chi tiết có cốt kim loại................................................................................................................... 16
CHƢƠNG 4: THIẾT KẾ CƠNG NGHỆ ĐÚC......................................................................... 18
4.1 Các ngun tắc thiết kế cơng nghệ đúc........................................................................................ 18
4.1.1 Nghiên cứu bản vẽ chi tiết đúc.................................................................................................... 18
4.1.2 Vị trí vật đúc trong khn khi rót............................................................................................... 18
4.1.3 Vị trí của mẫu khi làm khn, chọn mặt ráp khuôn và mặt phân mẫu.........................19
4.1.4 Chọn mặt chuẩn gia công.............................................................................................................. 20
4.1.5 Sai lệch cho phép về kích thước, khối lượng vật đúc và lượng dư................................ 21
4.1.6 Thiết kế ruột........................................................................................................................................ 24
4.1.7 Hệ thống rót........................................................................................................................................ 27
4.1.8 Đậu ngót............................................................................................................................................... 34
4.1.9 Vật làm nguội..................................................................................................................................... 37
4.2 Thiết kế mẫu và khuôn đúc............................................................................................................... 38
4.2.1 Ký hiệu thiết kế đúc và trình bày bản vẽ cơng nghệ đúc................................................... 38
4.2.2 Thiết kế bộ mẫu................................................................................................................................. 45
4.2.3 Phiếu công nghệ đúc và phiếu hướng dẫn khác.................................................................... 55
CHƢƠNG 5: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CHẾ TẠO BỘ MẪU NHỰA..........................58
5.1 Bộ mẫu con chạy.................................................................................................................................. 58
5.1.1 Bản vẽ chi tiết.................................................................................................................................... 58
5.1.2 Bản vẽ thiết kế đúc........................................................................................................................... 59
5.1.3 Bản vẽ lồng phôi............................................................................................................................... 60
5.1.4 Bản vẽ mẫu đúc................................................................................................................................. 61
5.1.5 Bản vẽ hộp lõi.................................................................................................................................... 62
5.2 Bộ mẫu gối đỡ....................................................................................................................................... 64
5.2.1 Bản vẽ chi tiết.................................................................................................................................... 64
5.2.2 Bản vẽ thiết kế đúc........................................................................................................................... 65
5.2.3 Bản vẽ lồng phôi............................................................................................................................... 66
5.4.4 Bản vẽ mẫu đúc................................................................................................................................. 67
i
5.2.5 Bản vẽ hộp lõi.................................................................................................................................... 68
5.3 Bộ mẫu ổ đỡ........................................................................................................................................... 69
5.3.1 Bản vẽ chi tiết.................................................................................................................................... 69
5.3.2 Bản vẽ thiết kế đúc........................................................................................................................... 70
5.3.3 Bản vẽ lồng phôi............................................................................................................................... 71
5.3.4 Bản vẽ mẫu đúc................................................................................................................................. 72
5.3.5 Bản vẽ hộp lõi.................................................................................................................................... 73
5.4 Bộ mẫu thân bơm................................................................................................................................. 74
5.4.1 Bản vẽ chi tiết.................................................................................................................................... 73
5.4.2 Bản vẽ thiết kế đúc........................................................................................................................... 75
5.4.3 Bản vẽ lồng phôi............................................................................................................................... 75
5.4.4 Bản vẽ mẫu đúc................................................................................................................................. 76
5.4.5 Bản vẽ hộp lõi.................................................................................................................................... 77
5.5 Bộ mẫu ống chứ T................................................................................................................................ 79
5.5.1 Bản vẽ chi tiết.................................................................................................................................... 79
5.5.2 Bản vẽ thiết kế đúc........................................................................................................................... 79
5.5.3 Bản vẽ lồng phôi............................................................................................................................... 80
5.5.4 Bản vẽ mẫu đúc................................................................................................................................. 81
5.5.5 Bản vẽ hộp lõi.................................................................................................................................... 82
5.6 Bộ mẫu tay quay................................................................................................................................... 83
5.6.1 Bản vẽ chi tiết.................................................................................................................................... 83
5.6.2 Bản vẽ thiết kế đúc........................................................................................................................... 84
5.6.3 Bản vẽ lồng phôi............................................................................................................................... 85
5.6.4 Bản vẽ mẫu đúc................................................................................................................................. 86
5.6.5 Bản vẽ hộp lõi.................................................................................................................................... 87
CHƢƠNG 6: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, KẾT LUẬN, ĐỀ NGHỊ VÀ PHƢƠNG
HƢỚNG PHÁT TRIỂN............................................................................................................................... 89
6.1 Kết quả..................................................................................................................................................... 89
6.2 Kết luận.................................................................................................................................................... 92
6.3 Đề nghị..................................................................................................................................................... 92
6.4 Phương hướng phát triển................................................................................................................... 92
Tài liệu tham khảo....................................................................................................................................... 93
i
Nghiên cứu khoa học 2015
Thực hiện: Th.s Võ Xuân Tiến
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
1.1 Tính cấp thiết của đề tài
Đúc là một ngành sản xuất rất quan trọng trong công nghiệp chế tạo cơ khí, vì nó là khâu
đầu tiên cung cấp phơi cho ngành cơ khí gia cơng cơ, cho nên chất lượng và giá thành của
máy móc phụ thuộc rất nhiều vào khâu này.
Trên thế giới, kỹ thuật đúc nói chung và nghề đúc khn cát nói riêng ngày càng tiến bộ
và phát triển với nhiều hình thức cơng nghệ và máy móc thiết bị mới. Tuy nhiên ở nước ta
cơng nghệ đúc khn cát cịn tồn tại nhiều vấn đề cần phải giải quyết như tỉ lệ phế phẩm
còn cao, chất lượng sản phẩm chưa ổn định, tiêu hao nhiều nguyên vật liệu… Tình hình này
do nhiều nguyên nhân, trong đó có nguyên nhân do người trực tiếp sản xuất chưa nắm vững
các kiến thức cơ bản về mối quan hệ mật thiết giữa lý thuyết và thực hành, cho nên dễ dẫn
đến sai sót trong q trình thực hiện làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm làm ra.
Để đáp ứng nhu cầu nâng cao kiến thức cơ bản nghề đúc khuôn cát cho sinh viên trong
quá trình đào tạo tại nhà trường, đặc biệt là đào tạo lý thuyết đi đôi với thực hành, yêu cầu
đặt ra là phải chế tạo bộ mẫu dùng cho đúc khuôn cát cũng như thiết kế phân xưởng đúc để
sinh viên có thể vận dụng kiến thức đã học vào trong quá trình thực hành.
1.2 Ý nghĩa thực tiễn
Bộ mẫu là một sản phẩm chuyên dụng, sau khi nghiên cứu và chế tạo thành công hứa
hẹn sẽ mang lại nhiều lợi ích khi tạo điều kiện cho sinh viên được trải nghiệm Công nghệ
Đúc khuôn cát khi học học phần Công nghệ Kim loại, phần Công nghệ Đúc.
1.3 Mục tiêu nghiên cứu đề tài:
Hoàn thành 5 bộ mẫu đúc gồm có mẫu và hộp lõi bằng nhựa POM..
1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu nghiên cứu
1.4.1 Đối tượng nghiên cứu
Trong giới hạn của đề tài, tác giả chỉ thực hiện chỉ tập trung nghiên cứu về bộ mẫu nhựa
với loại nhưa được sử dụng là POM phổ biến trong và ngoài nước.
0
POM, loại copolymer là polymer tinh thể và có thể sử dụng ở nhiệt độ lên tới +100 C.
Là loại đồng trùng hợp có tính năng cơ khí khá tốt, ổn định với độ ẩm và dễ dàng gia công
và ổn định nhiệt tốt hơn và sức đề kháng mạnh mẽ với kiềm hơn acetal homopolymer.
Đặc tính của bộ mẫu bằng nhựa POM:
Độ bền cơ học và độ cứng cao.
-
Sức chịu mỏi và rão cao.
-
Tính trơn trượt tốt và chịu mài món tốt.
-
Ổn định về kích thước rất tốt.
1
Nghiên cứu khoa học 2015
Thực hiện: Th.s Võ Xuân Tiến
-
Đặc tính cách điện và điện mơi tốt.
-
Khả năng gia cơng rất tốt.
-
Khơng đề kháng với axit có độ đậm đặc cao.
(Nguồn: />
1.4.2 Phạm vi nghiên cứu
Do hạn chế về thời gian và kinh phí nghiên cứu được duyệt, tác giả chỉ nghiên cứu trong
giới hạn sau:
- Thiết kế chế tạo bộ mẫu ổ đỡ.
- Thiết kế chế tạo bộ mẫu con chạy.
- Thiết kế chế tạo bộ mẫu thân bơm.
- Thiết kế chế tạo bộ mẫu ống chữ T.
- Thiết kế chế tạo bộ mẫu tay quay.
1.5 Phương pháp nghiên cứu của đề tài
Dựa trên những cơ sở lý thuyết cũng như thực tế về công tác Đúc khuôn cát, tác giả đã
tiến hành lên phương án và thiết kế bộ mẫu áp dụng vào thực tế, mô phỏng sau đó chính sửa
mơ hình, tiến hành xuất bản vẽ, lập trình, gia cơng tại xưởng phay CNC trung tâm cơng
nghệ cao để tiến đến quá trình lắp ráp. Do gia cơng khơng thật sự chính xác nên trong q
trình lắp ráp phải chỉnh sửa rất nhiều, cuối cùng đã hoàn thành bộ mẫu dành cho đúc khn
cát. Sau q trình kiểm tra bộ mẫu chế tạo phù hợp với tính tốn ban đầu, và có chất lượng
tốt.
1.6 Mục tiêu đạt được
-
Tạo hình chính xác phơi đúc.
Có độ bền cao để có thể sản xuất đủ lượng khn đúc cần thiết.
Nhẹ để tiện sử dụng.
Đảm bảo độ chính xác trong thời hạn sử dụng đã định trước
Tăng tính kinh tế
Phần cịn lại của đề tài có nội dung sau:
Chương 2: Tổng quan nghiên cứu đề tài
Chương 3: những nguyên tắc thiết kế chi tiết đúc
Chương 4: phân tích thiết kế cơng nghệ đúc
Chương 5: Tính tốn thiết kế bộ mẫu nhựa dành cho đúc khuôn cát, bằng tay
Chương 6: Kết luận
2
Nghiên cứu khoa học 2015
Thực hiện: GV. Th.s Võ Xuân Tiến
Chương 2: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ĐÚC
2.1. Giới thiệu về công nghệ đúc
Công nghệ đúc là công nghệ chế tạo sản phẩm bằng phương pháp rót vật liệu ở dạng
chảy lỏng vào khn để tạo ra sản phẩm có hình dạng theo khn mẫu. Đa phần cơng nghệ
đúc thực hiện với các vật liệu kim loại. Đúc là công nghệ có từ cổ xưa, đúc thơng thường
được thực hiện với các khn cát.
Trong đó, phương pháp đúc bằng khn cát vẫn giữ một vai trò quan trọng trong
ngành đúc, đúc trong khuôn cát là một trong những phương pháp tạo hình lâu đời, nhưng
cho tới nay vẫn cịn chiếm một vị trí quan trọng trong kỹ nghệ đúc: 90% sản lượng vật đúc
của thế giới được sản xuất bằng khn cát, phần cịn lại do khn kim loại và các dạng đúc
đặc biệt khác.
2.2. Đặc điểm của công nghệ đúc
Ưu điểm
Phương pháp đúc có thể chế tạo sản phẩm từ các loại vật liệu khác nhau: kim loại đen
(gang, thép,.. kim loại màu: nhôm, đồng, đúc vật liệu phi kim loại: đúc các tượng từ thạch
cao, xi măng).
Vật đúc có thể từ vài gam tới vài tấn như các thân máy búa, các bệ máy...
Vật đúc có hình dạng, kết cấu phức tạp như thân máy công cụ, vỏ động cơ, .. mà các
phương pháp khác khó gia cơng hoặc khơng thể chế tạo được.
Có thể đúc được nhiều lớp kim loại khác nhau trong một vật đúc.
Giá thành chế tạo vật đúc rẻ vì vốn đầu tư ít, tính chất sản xuất linh hoạt, năng suất
tương đối cao. Có khả năng cơ khí hóa và tự động hóa.
Chế tạo các hàng mỹ thuật, mỹ nghệ...
Nhược điểm
Độ chính xác về hình dáng kích thước và đồ bóng khơng cao.
Tốn kim loại cho hệ thống rót, đậu ngót, đậu hơi.
Tốn kim loại do chiều dày thành vật đúc lớn hơn so với rèn hoặc hàn.
Dễ gây ra những khuyết tật như thiếu hụt, rỗ khí, ngậm xỷ, thiên tích, cháy cát.
Điều kiện làm việc nặng nhọc.
Khi đúc trong khuôn cát thường có năng suất khơng cao.
3
Nghiên cứu khoa học 2015
Thực hiện: GV. Th.s Võ Xuân Tiến
2.3. Các phương pháp đúc thường dùng hiện nay
+
Đúc khuôn cát (sand casting).
+
Đúc trong khuôn kim loại (permanent mold casting ).
+
Đúc áp lực (die casting).
+
Đúc ly tâm (centrifugal casting).
+
Đúc liên tục (continuous casting).
+
Đúc theo mẫu cháy (lost foam).
+
Đúc theo mẫu chảy (investment casting / lost wax casting ).
+
Đúc ép (squeeze casting / squeeze forming).
+
Đúc chân không (vacuum casting).
+
…
2.4. Ứng dụng của công nghệ đúc
Đúc kim loại được ứng dụng khá rộng rãi trong thực tế để:
-
Sản xuất hàng tiêu dùng: xoong, chảo, thìa...
Chế tạo các chi tiết máy: như thân máy búa hơi, thâm máy tiện, vỏ hộp giảm tốc,
Xylanh, bánh răng.
Đúc cũng được sử dụng trong việc chế tạo các sản phẩm mang tính nghệ thuật, trang
trí: chân ốp trụ điện, chuông nhà thờ, đúc tượng đài...
2.5. Xu hướng của ngành đúc :
Cải thiện năng lực thiết kế là điều quan trọng để nâng cao tính cạnh tranh cho ngành
đúc nhằm sản xuất các chi tiết chất lượng cao.
Hướng sự quan tâm của các nhà sản xuất và công chúng thông qua những ưu điểm về
mặt kỹ thuật.
Phát triển cơ sở dữ liệu và công cụ để cải tiến Cách Thức Thiết Kế. Điều này bao gồm
dữ liệu về tính chất và đặc tính hợp kim cũng như tính chính xác của mơ phỏng dựa trên đặc
tính hợp kim, cấp độ ứng suất và quá trình kết tinh.
Đầu tư về phát triển công nghệ mới để giảm ô nhiễm môi trường.
4
Nghiên cứu khoa học 2015
Thực hiện: GV. Th.s Võ Xuân Tiến
Chương 3: NHỮNG NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ CHI TIẾT ĐÚC
3.1. Nguyên tắc chung.
Khi thiết kế chi tiết đúc phải căn cứ vào số lượng định sản xuất, yêu cầu làm việc và
phương pháp sản suất, đảm bảo chi tiết dễ làm khn, có chất lượng tốt, ít phải gia cơng cắt
gọt và giá thành hạ.
3.2. Co ngót và ứng xuất khi đúc
3.2.1 Rỗ ngót và xốp ngót
Có hai dạng rỗ ngót: rỗ ngót tập trung và rỗ ngót phân tán.
Một số nguyên tắc về hình dạng kết cấu chi tiết đúc:
-
Tránh góc nhọn ngồi, góc nhọn trong phải có bán kính R.
-
Tránh góc hẹp tạo khe cắt mãnh.
Thành dày đều thì tốt, nếu thành khơng dày đều phải đảm bảo chỗ nối thành
có chuyển biến từ từ.
Tránh thành quá dàyvà tập trung qua nhiều kim loại, nên dùng kết cấu có gân
tăng cường.
Tránh những cấu tạo nút nhiệt riêng rẽ; đối với các hợp kim co ngót nhiều, cần
thay đổi kết cấu để tạo điều kiện đơng đặc có hướng.
-
Tránh nối nhiều thành vào một chỗ tạo nút nhiệt lớn.
Tránh những thành rộng nằm ngang hoặc thành đứng, nên tạo độ nghiêng để
dễ làm khn, dễ thốt khí.
Chỉ dùng ruột khi thật cần thiết, phải đảm bảo ruột dễ ráp, dễ thoất hơi, dễ dỡ
phá, khơng cần mã đỡ; các cửa sổ ở thành phải đủ rộng để có đầu gác lớn.
Hình dạng bên ngồi và bên trong của vật đúc càng đơn giản càng tốt để dễ
làm khn, ít mặt phân mẫu và để mặt phân mẫu phẳng.
Chống rỗ ngót tập trung bằng cách chỉ cần đặt đậu ngót đủ lớn bên cạnh nút nhiệt của
vật đúc sẽ kéo được rỗ ngót và đậu ngót.
Muốn chống xốp trong lõi phải chú ý tới sự đơng đặc có hướng.
5
Nghiên cứu khoa học 2015
Thực hiện: GV. Th.s Võ Xuân Tiến
3.2.2 Ứng suất trong – nứt và cong
Có hai dạng ứng suất trong:
Ứng suất cản co cơ học: ruột, khuôn cứng q, đậu ngót, đâu hơi gây vướng
khơng để vật đúc co tự do; bavia ở ở vật đúc cũng có thể gấy cản trở làm vật đúc bị
ứng suất kéo.
Ứng suất chuyển biến pha: xảy ra ở những vùng khác nhau trong vật đúc do
chuyển biến pha không cùng mức độ hoặc khơng đồng thời.
Để tránh nứt nóng
Khi thiết kế cần đảm bảo vật đúc nguội đồng đều, tránh nứt nhiệt; nếu không đảm bảo
được phải dùng gân chống nứt ở các góc, ở thành dày. Gân mỏng nguội sớm tản được nhiệt
giúp phần dày nguội nhanh hơn, mặt khác cũng tăng bền cho vùng yếu.
Khi đúc nên:
Tránh cản co cơ học bằng cách dùng khuôn ruột tươi, xốp, ruột rỗng; giảm độ
bền nóng của ruột; tránh bavia, tránh để đậu hơi và hệ thống rót chạm vướng vào gân
hòm.
Đảm bảo vật đúc nguội đồng thởi các phần bằng cách dùng hỗn hợp cát phát
nhiệt, cách nhiệt ở thành mỏng, dùng vật làm nguội ở thành dày.
Tránh rót kim loại ở nhiệt độ cao quá, gây chênh lệch nhiệt độ lớn ở vật đúc
tạo tổ chức hạt thô to, giảm độ bền kim loại.
Chú ý tới thành phần hợp kim đúc: tạp chất phi kim loại nhiều, khoảng đông
đặc rộng, lượng S và P lớn dễ gây nứt.
Để tránh nứt nguội: chủ yếu là phải tìm cách giảm ứng suất dư trong vật đúc tới mức thấp
nhất bằng những biện pháp sau:
Khi thiết kế cần đảm bảo:
-
Thành dày đều, khơng có nứt nhiệt.
-
Kết cấu khơng cứng, dễ biến dạng.
Phân nhỏ chi tiết, thí dụ bánh xe lớn đúc hai nữa rồi ghép lái sẽ ít ứng suất hơn
khi đúc liền.
Dùng hợp kim có độ dẻo cao (C, Cr, Mn nhiều sẽ làm giảm độ dẻo của thép,
tăng khả năng nứt nguội).
Khi đúc muốn giảm ứng suất dư cần chú ý:
6
Nghiên cứu khoa học 2015
700
Thực hiện: GV. Th.s Võ Xuân Tiến
Đảm bảo cho vật đúc có nhiệt độ đồng đều khi qua vùng nhiệt độc tới hạn (600 –
0
C đối với gang , thép) bằng cách bót cát khn sớm ở phần dày, dở vật đúc sớm rồi ủ,
đối với vật đúc lớn làm nguội khn bằng khí nén hoặc thổi nước.
Ủ sau khi đúc là biện pháp tích cực có tác dụng tăng độ dẻo của kim loại, hạ
thấp giới hạn chảy, tạo điều kiện cho kim loại biến dạng do đó giàm được ứng suất
dư.
Để tránh cong vênh:
Biện pháp quan trọng để tránh cong vênh là đảm bảo các phần của vật đúc nguội đồng
đều , vừa tránh được cong vênh khi đúc, vừa giảm được ứng suất dư, sẽ hạn chế độ cong
vênh khi gia công và sử dụng sau này.
Nếu biện pháp trên khó thực hiện thì có thể dùng những cách sau:
-
Khi thiết kế cần tăng lượng dư gia công để bù cho cong vênh.
Khi đúc: ngồi việc dùng vật làm nguội khn hoặc tăng cường làm nguội
khn lớn bằng khí nén, nước, có thể tạo mẫu cong ngược, có độ cong bằng lượng
cong của vật đúc.
Khi đúc xong để vật đúc ngoài trời một thời gian vài tháng cho tới một năm.
Ứng suất trong của vật đúc sẽ giảm đi ít nhiều (3-12%), sau này dùng sẽ bớt cong
vênh.
3.3. Phân tích tính cơng nghệ của kết cấu vật đúc.
3.3.1 Kết cấu và phương pháp chế tạo
Khi thiết kế chi tiết cần cân nhắc so sánh các phương pháp chế tạo để chọn công nghệ
hợp lý nhất trong các phương pháp: đúc, hàn, dập, rèn, thiết kế từ bột kim loại. Đối với
những chi tiết lớn và phức tạp bằng thếp cần nghiên cứu đến khả năng chế tạo phối hợp: hàn
ghép vài vật đúc đơn giản hoặc hàn ghép những phần vật đúc với những phần bằng thép
tấm, thép hình. Việc chọn vật liệu và phương pháp chế tạo liên quan rất nhiều đến giá thành
chi tiết.
3.3.2 Dạng kết cấu của vật đúc
Người ta có thể chia ra thành 3 nhóm cơ bản với những đặc điểm kết cấu sau đây:
Vật đúc có thể tích lớn và diện tích mặt ngồi bé thuộc kết cấu dạng A. Đó là
những vật đúc hình khối , thành rất dày.
Vật đúc có thể tích bé và diện tích mặt ngồi lớn thuộc kết cấu dạng Z, đó là
những vật đúc lớn có thành mỏng.
Trung gian giữa 2 nhóm A và Z có đặc điểm kết cấu trái ngược nhau là những
vật đúc có dạng M, có thành dày và mỏng bố trí xen kẽ nhau.
7
Nghiên cứu khoa học 2015
Thực hiện: GV. Th.s Võ Xuân Tiến
Kết cấu và chất lượng vật đúc có quan hệ chặt chẽ với nhau, kết cấu hợp lý sẽ ảnh
hưởng tốt đến chất lượng và giá thành vật đúc. Phân tích các ngun nhân hỏng của vật đúc
có liên quan với kết cấu có thể đi đến những kết luận sau:
Khuynh hướng tạo rỗ ngót thường xuất hiện nhiều ở vật đúc có kết cấu dạng
A, khuynh hướng này càng tăng khi tăng chiều dày thành vật đúc và khi tốc độ nguội
bên ngoài và lõi vật đúc khác nhau nhiều.
Khuynh hướng xuất hiện ứng suất trong thường xuất hiện ở vật đúc có kết cấu
dạng Z khi sự co xảy ra không đồng thời giữa vùng lõi và vùng biên.
Dạng kết cấu có nhiều nguy hiển dễ dẫn đến hư hỏng là kết cấu dạng M, trong
đó đó đồng thời có cả kết cấu dạng A và Z. Do tiết diện khác nhau nhiều sẽ có
khuynh hướng tạo ra rỗ ngót lẫn ứng suất. Nên tránh kết cấu dạng M hoặc chia chi
tiết thành hai phần riêng có kết cấu A và Z.
3.3.3 Kết cấu vật đúc có chú ý đến độ bền
Việc chọn chiều dày thành vật đúc phải đảm bảo cho chi tiết đạt độ cứng vững, nhẹ và
kim loại có thể điền đầy được.
Thành vật đúc nên làm đồng đều tránh dày đột xuất từng chỗ, muốn tăng bền nên dùng
thêm gân, không nên tăng chiều dày thành. Chỗ chuyển tiết từ thành mỏng sang thành dày
khơng nên đột ngột, các góc nên lượn trịn với bán kính đủ lớn.
Mép thành và lỗ cần được gia cố nhất là đối với vật đúc chế tạo bằng hợp kim có
mơdun đàn hồi thấp.
Gang có độ bền kéo thấp hơn độ bền nóng, do đó nên để những phần chịu ứng suất kéo
có tiết diện lớn hơn phần chịu nén.
Ở
chỗ chịu tải trọng, lực nên hướng theo trục tâm để tránh gây thêm ứng suất uốn hoặc
xoắn trên vật đúc.
Kết cấu vật đúc cần tránh cản co trong q trình đơng đặc để khỏi gây thêm ứng suất
trong vật đúc.
Kết cấu ruột thích hợp nhất là dùng đầu gác, không dùng mã đỡ.
8
Nghiên cứu khoa học 2015
Thực hiện: GV. Th.s Võ Xuân Tiến
3.3.4. Kết cấu vật đúc chú ý đến việc làm khuôn và mẫu dễ dàng
Để dễ dàng lấy mẫu ra khỏi khuôn, thành vật đúc nên làm xiên theo tiêu chuẩn. Chỗ
nào cần xiên lớn hơn tiêu chuẩn mới phải ghi vảo bản vẽ, nên tránh những phần nhô ra bên
trong vật đúc. Cần hạn chế số miếng rời ở mẫu, nững vấu có khoan lỗ bắt bu long, gân …
nên cố làm liền với mẫu để rút ra khỏi khn cùng với mẫu.
Kết cấu vật đúc càng ít mặt ráp khn càng tốt và khơng có mặt ráp khn phức tạp.
Kết cấu vật đúc cần tránh sử dụng ruột. Chế tạo vật đúc có gân bên ngồi khơng dùng ruột
dễ hơn khi chế tạo vật đuc hình hộp có ruột bên trong.
Trường hợp khơng tránh được làm ruột thì ruột phải đảm bảo:
Có chỗ tựa tốt để khơng dùng mã đỡ, khơng phải treo ruột lên hịm trên,
trường hợp cần dùng đầu gác phụ thì lỗ tạo đầu gác này sẽ được bịt kín bằng nút.
-
Thốt khí ra ngồi dễ dàng.
-
Có đủ độ cứng vững, dùng xương khi cần thiết.
-
Dễ dỡ cát và rút xương ruột ra khỏi vật đúc.
3.3.5. Kết cấu vật đúc có chú ý đến sự điền đầy kim loại vào khuôn
Tiết diện của thành và gân của vật đúc phải đủ dày để kim loại lỏng điền đầy dễ, tránh
những chỗ ngoặt thay đổi tiết diện đột ngột làm cản trở dòng kim loại.
Kết cấu vật đúc cần tạo điều kiện cho khí dễ thốt lên trên do đó nên tránh những mặt
phẳng nằm ngang rộng cũng như những hốc để tránh tạo thành những túi khí trong khn.
Những bề mặt rộng trong khn tươi nếu nằm ở nữa khuôn trên sẽ trở thành những trần bị
nung nóng dễ sinh bọng cát, vỡ cát.
Phần vật đúc nằm phía trên khi rót thường có thể khơng sít chặt, dễ rỗ hơn phần dưới.
Vì thế khi thiết kế vạt đúc gang cần dự kiến vị trí rót để đảm bảo những phần quan trọng và
có gia cơng nằm ở phía dưới.
3.3.6. Kết cấu vật đúc chú ý đến rỗ ngót, ứng suất và nứt.
Co ngót trong qua trình kim loại lỏng đơng đặc là hiện tượng khơng thể tránh khỏi. Vì
vậy, khi thiết kế cần:
-
Tránh những chỗ dày, những nút nhiệt tập trung kim koại.
Chú ý lượng dư thêm vào sau này khi đúc sẽ làm chiều dày thành vật đúc tăng
thêm nhiều.
Cần bố trí những chỗ dày, nút nhiệt ở phía trên hoặc ở chỗ thuận lợi cho việc
đặt đậu ngót để có thể chuyển rỗ ngót vào trong đậu ngót.
9
Nghiên cứu khoa học 2015
Thực hiện: GV. Th.s Võ Xuân Tiến
Ứng suất sinh ra trong vật đúc thường do chênh lệch lớn về chiều dày thành dẫn đến
nguội không đồng đều.ứng suất lớn sẽ gây biến dạng hoặc nứt. Ứng suất trong và nứt ở vật
đúc cũng có thể phát sinh do khi co bị khuôn và ruột cản trở. Muốn tránh ứng suất trong, khi
chọn vật thiết kế phải đảm bảo vật đúc có thành dày đều.
Muốn cho vật đúc khơng bị phá hủy vì nứt, có thể:
Dùng kết cấu vững chắc, thành dày, độ bền của kim loại cao bảo đảm sau khi
đúc khơng có biến dạng .
Dùng kết cấu nhẹ, có thành mỏng, cong dễ biến dạng để khi đúc phát sinh ứng
suất uốn và xoắn là chính, ứng suất kéo hoặc nén nhỏ.
Một số biện pháp nhằm đảm bảo vật đúc cứng vững , ít ứng suất:
-
Làm gờ dọc mép vật đúc để đảm bảo nguội đồng đều.
-
Những vách và gân bên trong bố trí chéo không để gặp nhau tại nút nhiệt lớn.
Vách trong ruột làm mỏng hơn thành ngồi, các góc cửa sổ lượn trịn với bán
kính lớn, mép cửa sổ làm gờ tăng cứng về 1 phía để dễ làm khn.
-
Dùng kết cấu dạng vỏ, nhẹ, cứng vững.
Gân tăng cứng cho thành vật đúc có chiều dày bằng hoặc nhỏ hơn chiều dày
thành 1 chút.
3.3.7. Kết cấu vật đúc chú ý đến việc làm sạch.
Mặt ngoài và mặt trong của vật đúc phải dễ dàng đục sạch do đó nên tránh những chỗ
lõm sâu giữa các gân cao và những đầu gác ruột tiết diện quá bé, khó rút xương ruột ra và
khó làm sạch bên trong vật đúc.
Những vật đúc bé làm sạch bằng tang quay khơng nên có những phần lồi vì có thể gãy.
3.3.8. Kết cấu vật đúc chú ý đến gia cơng cơ khí
-
Cần cố gắng hạn chế số lượng và diện tích bề mặt gia cơng.
-
Kết cấu vật đúc cần đảm bảo dễ gá trên máy với số lần gá ít nhất.
-
Khi gia cơng dụng cụ cắt gọt phải được định hướng chính xác.
Khi thiết kế chi tiết đúc phải nghĩ đến sau này gá chi tiết để gia công hay vạch
dấu được dễ dàng. Nếu chi tiết khó gá hoặc khó kẹp có thể đúc thêm vào chi tiết các
gân, gờ,… để có thể gá vào máy gia công dễ dàng hơn, sau khi gia công xong sẽ cắt
bỏ những phần đúc thêm này đi.
3.3.9. Kiểm tra kết cấu vật đúc
10
