Bài tập lớn Môn: Chế tạo phôi

Bài tập lớn Mụn: Chế tạo phụi Đề bài: “Thiết kế phụi đỳc” với cỏc yờu cầu sau: 1.Chọn mặt phõn khuụn. 2.Thành lập bản vẽ vật đỳc. 3.Thành lập bản vẽ mẫu,hộp mẫu. 4.Tớnh toỏn hệ thống rút, đậu ngút, đậu hơi. 5.Quy trỡnhlàm khuụn. 6.Bản vẽ lắp khuụn. 7.Tớnh lực đố khuụn. BÀI LÀM Phõn tớch cụng nghệ đỳc chi tiết: Với vật đỳc bằng gang xỏm , phương phỏp làm khuụn bằng tay và sản xuất vơi khối lượng nhỏ, ta chọn cấp chớnh xỏc là 3. A.Chọn mặt phõn khuụn: Khi xỏc định mặt phõn khuụn cần đảm bảo những nguyờn tắc sau: -Đảm bảo yờu cầu về chất lượng bề mặt. -Đảm bảo độ chớnh xỏc bề mặt của vật đỳc -Đảm bảo lấy đuợc mẫu dễ dàng, đảm bảo khi rỳt mẫu khụng bị vỡ cỏt, ớt miếng mẫu dời và sủa huụn dễ. Từ nhũng nguyờn tắc trờn, ta xỏc định được mặt phõn khuụn như hỡnh vẽ(H1) B.Thiết kế bản vẽ đỳc: Bản vẽ đỳc được xõy dựng trờn bản vẽ chi tiết. Do vậy bản vẽ đỳc phải thể hiện được: -Mặt phõn khuụn. -Lượng dư gia cụng cơ. -Chuyển tiếp bề dày thành vật đỳc. -Độ dốc rỳt mẫu. -Gúc đỳc. -Dung sai kớch thước cho vật đỳc. -Hỡnh dạng, kớch thước lừi và gối lừi. 1.Chọn mặt phõn khuụn: Đó xỏc định ở phần trờn. 2.Xỏc định lượng dư gia cụng cơ: Giỏ trị lượng dư gia cụng cơphụ thuộc vào hợp kim đỳc, kớch thước kớn nhất của vật đỳc, tớnh chất sản xuất(đơn chiếc, hàng loạt), mức đọ fức tạp của chi tiết, phương phỏp làm khuụn(bằng tay, bằng mỏy...)vị trớ bề mặt gia cụng trong khuụn và cấp chớnh xỏc của vật đỳc. Theo tiờu chuẩn về việc chọn cấp chớnh xỏc thỡ nhũng vật đỳc theo cụng nghệ đặc biệt và bằng cỏc thiết bị chớnh xỏc được xộp vào cấp chớnh xỏc 1. Cấp chớnh xỏc 2 cho những vật đỳc làm khuụn bằng mỏy, dựng mẫu kim loại hoặc đỳc trong khuụn kim loại hay khuụn vỏ mỏng. cỏc vật khỏc lấy cấp chớnh xỏc 3. Như vậy, ở đõy , vật liệu là gang xỏm, làm khuụn bằng tay, làm trong khuụn cỏt nờn ta chọn được cấp chớnh xỏc 3. Bnc```` Kớch thước lớn nhất: fi300(mm).tra bảng 1_4 để xỏc định lựơng dư gia cụng cơ vật đỳc bằng gang xỏm: mặt trờn: 7,0 mm mặt dưới: 6,0 mm mặt bờn : 6,0 mm những bề mặt gia cụng cắt ghọt khụng những —khụng cú lượng dư gia cụng mà cũn cú thể bớt đi một ớt vỡ với khuụn cỏt khi rỳt mẫu thỡ làm tăng kớch thước lũng khuụn. 3.Xỏc địng độ dốc rỳt mẫu: Độ dốc rỳt mẫu cần cú trờn cỏc thành đứng của vật theo chiều rỳt mẫu. thành càng cao thỡ gúc nghiờng càng nhỏ. tra bảng 1_6 ta cú: Thành đứng ngoài khối trụ: 300(mm): 4_Xỏc định dung sai, kớch thước cho vật đỳc: Để đảm bảo vật đỳc ra cú trọng lượng, kớch thước đạt đỳng theo yờu cầu. Với kớch thước lớn nhất 300(mm), cấp chớnh xỏc 3, ta tra bảng 1_7 được dung sai của cỏc kớch thước sau: (mm) (mm) 5.Thiết kế lừi: Dụ vào nguyờn tắc xỏc định số lừi, vơi 4 lừi 30 ta cho lượng gia cụng thừa. Ở đõy tất cả vật đỳc ta cho chung vào 1 hũm khuụn ( khuụn dưới) và vật đỳc được dặt thẳng đứng. Nờn ở đõy ta làm lừi đứng, lừi này cú đường kớnh thay đổi từ 160 xuống 90. Chiều cao của lừi (tớnh cho cả lượng dư gia cụng): L=120+7+6=133(mm) Đường kớnh lừi: (160-2.6)=148(mm) và (90-2.6)=78(mm) Tra bảng 1.10 và 1.11 ta được chiều cao của tai gối lừi : +tai gối trờn :20(mm) +Tai gối dưới :35(mm) Tra bảng 1_13 ta được gúc nghiờng của gối lừi và gối mẫu : +Gúc nghiờng của gối lừi dưới : +Gúc nghiờng của gối dưới : Tra bảng 1_14 ta cần thiết giữ khuụn tươi và gối lừi : S =0,25(mm) S =0,25(mm) 6_Thiết kế chuyển tiếp chiều dày của vật đỳc: Để vật đỳc nguội đều, trỏnh nứt và ứng suất dư cần cú thành fần chuyển tiếp giữa dày với mỏng giới thiệu ở bảng 1_5: Ta cú : Bỏn kớnh cho trước của chi tiết là r=6(mm) Bỏn kớnh chuyển tiếp cua rbề mặt cú lượng dư gia cụng là: Thiết lập bản vẽ mẫu: Bản vẽ mẫu phải căn cứ từ bản vẽ vật đỳc và phải thể hiện được mặt ỏp mẫu, cỏch ghộp gỗ, cỏc bộ phận của mẫu như chốt định vị. Mẫu cú nhiệm vụ tạo re lũng khuụn. Vỡ vậy hỡnh bao và trị số lũng khuụn giống như vật đỳc. 1_Mặt rỏp mẫu: Mặt rỏp mẫu thưũng chọn trựng với mặt rỏp khuụn.chọn như hỡnh vẽ: 2_Gối mẫu: Gối mẫu tạo ra tai gối lừi trong khuụn. Vỡ vậy hỡnh dỏng và kớch thước gối mẫu lấy theo hỡnh dỏng , kớch thước gối lừi cộng thờm khe hở cần thiết giữa gối lừi và tai gối lừi. Chiều cao tai gối mẫu: +tai trờn: +tai dưới: 3_Dung sai kớch thước mẫu: Dung sai kớch thước, đọ chớnh xỏc của mẫu gỗ liờn quan mật thiết tới độ bền của mẫu. Nờn ta chọn độ bền cấp 3, dựng cho sản xuất đơn chiếc loại nhỏ và làm khuụn bằng tay (kể cả lượng dư gia cụng cơ) cú: +Với mẫu: +Với lừi và gối mẫu: 4_Gỗ và ghộp gỗ: Mẫu gỗ được dựng nhiều rẻ , dễ gia cụng, ghộp dỏn. Song gỗ kộm bền, cơ tớnh trờn thiết diện thay đỏi theo hướng, trương nở gõy cong vờnh. Vỡ vậy khi làm mẫu gỗ cần phải khộp gỗ , sấy , sơn…cú khi người ta dựng cỏch dỏn thay vỡ ghộp vỡ ghộp bằng chốt hay vớt khụng đảm bảo bền. Tuỳ theo yờu cầu độ bền của mẫu mà ta chọn cỏch ghộp. Khi khụ, gỗ hay bị cong vờnh, chiều cụng tấm gỗ thường ngựoc chiều với chiều cong thớ gỗ, cho nờn khi ghộp gỗ theo thiết diện ngang, cỏc vũng thớ gỗ khụng được trựng hướng với nhau theo chiều dọc thớ, cỏc thớ trỏnh bố trớ song song với nhau. Để tăng sức bền mối ghộp, bề mặt nờn làm hỡnh dạng cỏc mặt bậc. Cỏc tấm ghộp cần làm rónh và vấu ngàm với nhau. Khi cấu tạo bề mặt lớn , cần phõn ra nhiều mảnh rồi ghộp lại. Những tấm ghộp bằng nhiều lớp, nờn dỏn cho hai thớ gỗ ở hai lớp vuụng gúcvới nhau. Từ đú ta cú cỏch ghộp như hỡnh vẽ. 5_Độ hụt mẫu: Ta phải xỏc định độ hụt mẫu để bự vào sai lệch nhằm đảm bảo độ chớnh xỏc của mẫu. Để xỏc định độ hụt mẫu, trước tiờn ta phải định trọng lượng của vật đỳc , kể cả lượng dư và lượng thừa: trong đú: nờn ta được: D_Thiết kế hệ thống rút: 1_Chọn chỗ dẫn kim loại vào khuụn và chọn hệ thống rút: -Hệ thống rút cú nhiệm vụ dẫn kim loại vào điền đầy khuụn , ngăn cản xỉ và cỏc chất bẩn khụng lọt vào khuụn, đưa xỉ, khớ thoỏt ra ngoài lũng khuụn. Khi chọn chỗ đặt hệ thống rút cần chỳ ý cỏc nguyờn tắc: +Dũng kim loại chảy vào khuụn phải ờm, khụng va đạp vào thành khuụn , lừi làm sỏi cỏt khụng sinh bắn toộ. +Đường đi của dũng kim loại lờn ngắn nhất , mau chúng điền đầy khuụn , trỏnh núng quỏ nhiều một chỗ dễ gõy vỡ cỏt. +Điều hoà được hiện tượng lớ nhiệt trong khuụn với vật đỳc gang xỏm khi khụng dựng đậu ngút nờn dẫn kim loại vào chỗ mỏng nhằm làm đều tốc độ nguội giữa cỏc phần dày mỏng, trỏnh được ứng suất dư, nứt, cũng cú khi cần dẫn kim loại vào nhiều chỗ để trỏnh nung núng. Chọn kiểu hệ thống rút: Hệ thống rút ngang : cỏc bộ phận của hệ thống rút ngang gồm cú: cốc rút, ống rút , rónh lọc xỉ, rónh dẫn nằm ngangở mặt phõn khuụn, gúc tạo thành rónh dẫn và rónh lọc xỉ khụng quỏ . 2_Tớnh tổng tiột diện rónh dẫn ( ): Trong đú: . là tổng tiết dẫn . G là trọng lượng vật đỳc (cú tớnh cả hệ thống rút)(kg). . là hệ số cản thuỷ lực của khuụnvà hệ thống rút, cú giỏ trị trong khoảng Chọn .t : thời gian rút (s), fụ thuộc nhiều yếu tố như trọng lượng đỳc, chiều dày thành, đặc tớnh khuụn , . Với vật đỳc nhỏ , ta cú S=2,2 Nờn :  : Áp suất trung bỡnh của cột kim loại trong khoảng thời gian điền đầy khuụn(cm). Trong đú : C là chiều cao vật đỳc đặt trong khuụn ở vị trớ rút(cm) với C=133mm. P là chiều cao phần vật đỳc tớnh từ rónh dẫn kim loại trở lờn, chọn P=0. H là chiều cao cột kim loại lỏng tớnh từ đỏy rónh tới mặt thoỏng. Muốn tớnh được H ta phải tớnh sơ bộ kớch thước hộp khuụn. Dựa vào bảng 1_17 ta chọn được cỏc kớch thước sơ bộ của hũm khuụn ứng với giỏ trị G=44,2kg. Từ mặt trờn mẫu tới mặt trờn khuụn Từ mặt dưới mẫu tới thành Từ mẫu tới thành khuụn Từ thành ống rút tới thành khuụn Giữa hai mặt mẫu Từ rónh lọc xỉ tới mẫu  :là cột ỏp suất dư tối thiểu của kim loại lỏng, với là khoảng cỏch lớn nhất từ tõm ống rút tới điểm xa nhất trờn vật đỳc : Tra bảng 1_19 ta cú : Thực tế, kớch thước của hũm khuụn là 3_Tớnh tổng tiết diện rónh lọc xỉ và tổng ống rút  : Với vật đỳc vừa, ta cú tỉ lệ : theo tớnh toỏn trờn , ta được : 4_Tớnh kớch thước cụ thể của hệ thống rút : a, Đường kớnh của ống rút : Đường kớnh dưới : Đường kớnh trờn : b.Kớch thước ống rút : Dựa vào trọng lượng của vật đỳcvà kớch thước trờn của ống rút, ta tra kớch thước cốc rút theo bảng 1_18a, được : c_Rónh lọc xỉ : Chọn theo tiết diện B ( rónh dẫn và rónh lọc xỉ nằm ở hai nủă khuụn khỏc nhau).Tra bảng 1_20, với ta được : b=34mm h=20mm a=46mm r=5mm d.Rónh dẫn: Tiết diện rónh dẫn cú thể là hỡnh thang tam giỏc, bỏn nguyệt. Loại tam giỏc và bỏn nguyệt ớt tổn thất nhiệt song khú nổi xỉ và khú cắt khỏi vật đỳc. Vỡ vậy chọn tiết diện hỡnh thang (h=a):2 với : a=h=30mm b=24mm 5_Đậu hơi và đậu ngút: +Đậu hơi cú tỏc dụng dẫn khớ ra khỏi lũng khuụn đồng thời là nơi bỏo hiệu mức kim loại lỏng khi rút. Đậu hơi nờn đặt ở chỗ cao nhất của vật đỳc. +Đậu ngút cú tỏc dụng bổ xung kim loại cho vật đỳc, gang xỏm co ớt nểnất ớt khi dựng đậu ngút, trừ trường hợp thành dày quỏ, ở đõy ta khụng dựng đậu ngút. Đậu hơi: Bề dày đặt đậu hơi A=70mm Đường kớnh chõn đậu hơi : Đường kớnh trờn đậu hơi: E_Quỏ trỡnh làm khuụn: 1.Xỏc địnhcỏc bước cơ bản của làm khuụn: Khi tớnh toỏn hệ thống rút đó cú kớch thước cơ bản của làm khuụn, vỡ làm khuụn bằng tay nờn chỉ được phộp nặng dưới 25kg ( kể cả cỏt khụng vượt quỏ60 kg) , chọn hỡnh chữ nhật cú kớch thước trung bỡnh: Tra bảng 1_20, ta cú: 2_Lắp khuụn: Trước khi lắp khuụn , phải qua cỏc bước: đặt lừi, kiểm tra vị trớ lừi trong lỗ khi lắp hai nủă khuụn, đặt hệ thống rút, kẹp khuụn. Vỡ chiều cao của ống rút và cốc rút lớn hơn chiều cao từ vật đỳc đến thành khuụn trờn nờn cốc rút được thiết kế trờn hũm khuụn. 3.Trỡnh tự làm hũm khuụn: +Dó khuụn +Tạo hệ thống thoỏt khớ +rỳt mẫu +Sửa khuụn +lấp khuụn Dó khuụn phải đủ cỏt bao, rồi gói cỏt đều, phải làm sạch trước khi phủ cỏt bao. Sau khi giữ khuụn và trước khi rỳt mẫu phải dựng xiờn để xăm hơi, tạo hệ thống thoỏt khớ. F_Tớnh lực đố khuụn: Kim loại lỏng sau khi điền đầy khuụn, sẽ tỏc dung lờn lừi và khuụn một lực đẩy làm khuụn xờ dịch, thõm chớ nổi khuụn trờn. Điều đú sẽ gõy ra dũ kim loại lỏng, sai lệch lũng khuụn. Để hạn chế nú, người ta phải đố khuụn hay kẹp khuụn. Ta cú : Trong đú . n-là hệ số tớnh đến dũng chảy động của kim loại trong khuụn. Thường chọn Chọn n=1,3 P đẩy lừi (N) P đẩy khuụn (N) Do lừi đặt đứng , nờn Nờn: Với : Với Ta cú : Vậy: vậy lực đố khuụn G_Bản vẽ lắp khuụn.