Bài tập Công nghệ kim loại I

LỜI NÓI ĐẦU
Ngành chế tạo máy đóng một vai trò quan trọng trong công cuộc công
nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước hiện nay, với nhiệm vụ chính là thiết kế,
chế tạo những các thiết bị, phương tiện máy móc phục vụ cho sản xuất và trong
sinh hoạt. Để làm được điều này người kỹ sư cần có kiến thức đủ sâu và rộng
để có thể phân tích, đề xuất những phương án nhằm giải quyết tốt nhữnh vấn
đề trong thiết kế cũng như chế tạo.
Trong ngành chế tạo máy, có rất nhiều phương pháp tạo phôi như đúc,
rèn, cán, dập... trong đó đúc là phương pháp tạo phôi chủ yếu nhất bới các ưu
điểm của nó : có thể đúc được mọi loại vật liệu, đúc được các chi tiết kết cấu
phức tạp mà các phương pháp khác không thực hiện được, hoặc có thể đúc
được những chi tiết từ rất nhỏ đến rất lớn... .Trên thế giới nói chung và ở Việt
Nam nói riêng hiện nay có rất nhiều các phương pháp đúc: đúc trong khuôn
cát, đúc trong khuôn kim loại, đúc trong khuôn mẫu chảy, đúc áp lực, đúc ly
tâm...
Nhằm giúp cho những sinh viên ngành cơ khí chế tao máy nói riêng cũng
như các sinh viên các ngành kĩ thuật khác nói chung, bước đầu làm quen với
việc thiết kế công nghệ đúc. Bài tập thiết kế chi tiết đúc là cơ hội để sinh viên
tự thiết kế một quy trình đúc chi tiết, qua đó nắm được phương pháp thiết kế,
phát huy tính sáng tạo, cũng như làm quen với việc tra các số liệu liên quan sau
khi kết thúc học phần Công Nghệ Kim Loại I.
Trong bài tập này, em thiết kế quy trình đúc Gối đỡ trong khuôn cát, làm
khuôn trong 2 hòm khuôn. Đây là phương pháp đúc thông dụng và được dùng
nhiều nhất ở nước ta hiện nay. Trong quá trình thực hiện bài tập, mặc dù đã cố
gắng tìm tòi nghiên cứu tài liệu và cũng được sự hướng dẫn tận tình của thầy
giáo Th.S Nguyễn Thanh Việt, tuy nhiên, do còn thiếu kinh nghiệm trong
thực tế và kiến thức còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót.Vì
vậy, em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo và sự đóng góp ý kiến
bạn bè để hoàn thiện hơn bài tập cũng như vốn kiến thức của mình.

Đà Nẵng, ngày 20 tháng 12 năm 2012
Sinh viên thực hiện :
Trần Hữu Quyền
Trần Hữu Quyền_Lớp 12C1LT

Trang 1


Bài tập Công nghệ kim loại I

Nhiệm vụ:

Bài tập môn học

THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ
ĐÚC GỐI ĐỠ
Yêu cầu :
+ Vật liệu : GX15-32, hoặc GX21-40.
+ Bản vẽ kỹ thuật chi tiết + bản vẽ chi tiết đúc đúng tiêu chuẩn kỹ
thuật
+ Chi tiết đúc có khoảng trống với Ø ≥ 50mm

Trần Hữu Quyền_Lớp 12C1LT

Trang 2


Bài tập Công nghệ kim loại I

I. Phân tích yêu cầu chi tiết :

- Ta thấy kết cấu của vật đúc đã thỏa mãn các điều kiện trong nguyên
lý thiết kế vật đúc.
- Gối đỡ dùng để đỡ các chi tiết trục,chi tiết dạng ống, hoặc ổ bi lắp
trên nó, chân đế được gia công lỗ để lắp trên các đế máy. Bề mặt làm việc
chủ yếu là mặt trong lỗ Ø60
- Gối đỡ làm việc trong điều kiện chịu tải trọng trung bình, nên ta thiết
kế với kích thước trung bình, không quá lớn cũng không quá nhỏ.
- Phần lỗ Ø60 mm, mặt đáy gối đỡ yêu cầu độ nhám Rz20 nên ta phải
gia công sau khi đúc → phải tính thêm lượng dư những phần cần gia công.
Riêng phần lỗ Ø60 phải thiết kế lõi.
- Các lỗ Ø10mm không thiết kế lõi đúc vì ta sẽ gia công tạo lỗ Ø10
sau khi đúc, phần này ta sẽ đúc đặc.
- Các phần không yêu cầu độ bóng có thể đúc để đạt được kích thước
yêu cầu mà không cần gia công lại.
II. Thành lập bản vẽ vật đúc :
II.1 . Chọn mặt phân khuôn :
- Từ chi tiết như bản vẽ ta có thể có các phương án chọn mặt phân
khuôn như sau :
① Phương án 1 :
Chon mặt phân khuôn như hình 1:

T

Trần Hữu Quyền_Lớp 12C1LT

D

Trang 3



Bài tập Công nghệ kim loại I

Ưu điểm :
+ Dễ rút mẫu
+ Dễ bố trí hệ thống rót và đậu ngót, đậu hơi
Nhược điểm :
+ Chiều cao mẫu lơn hơn so với chiều ngang ( kích thước chiều sâu
của ½ khuôn sẽ là 104, Trong khi đó chiều dài x rộng là 80 x 40 ) -> Khó
làm khuôn, độ côn thoát mẫu phỉa lớn -> ảnh hưởng đến kích thước chi tiết
sau khi đúc
+ Phải xử lý thêm rãnh 60 x 15
+ Dễ gây sai lệch tương quan giữa mặt khuôn Dưới và trên nếu định
vị hòm khuôn không tốt.
② Phương án 2 :
Chon mặt phân khuôn như hình 2:

Rz20

Rz20

Rz20

Rz20

T

Trần Hữu Quyền_Lớp 12C1LT

D


Trang 4


Bài tập Công nghệ kim loại I

Ưu điểm :
+ Làm khuôn đơn giản.
+ Không cần xử lý rãnh 60 x 15
+ Dễ rút mẫu
+ Đảm bảo được cơ tính tốt cho lỗ Ø60
+ Dễ bố trí hệ thống rót và đậu ngót, đậu hơi
Nhược điểm :
+ Dễ gây sai lệch tương quan giữa mặt khuôn dưới và trên nếu định vị
hòm khuôn không tốt.

Rz20

Rz20

* Từ kết quả phân tích trên ta chọn phương án bố trí mặt phân khuôn
như phương án 2 vì phương án 2 có nhiều ưu điểm, đảm bảo được độ chính
xác khi đúc.
II.2. Chọn lượng dư:
Ø100

76
2-R5

96


80±0,1

2-R15
60

15

44±0,1

208

220

±0,05

170±0,1

Rz20

Rz20

60

40±0,1
80

① chọn lượng dư công nghệ :
Ta tiến hành chọn lượng dư cho các mặt cần gia công :
+ 2 Lỗ Ø15± 0,05 : không tiến hành làm lõi mà đúc đặc, sau khi đúc
sẽ tiến hành gia công bằng phương pháp khoan.

② chọn lượng dư gia công :
Tra bảng (1/79[I]) ta có :
+ Lỗ Ø60± 0,05; Rz20 : 4 mm
+ 2 mặt bên lỗ 80±0,1; Rz20 : 5 mm
+ Mặt đáy kích thước 40±0,1; Rz20 : 4 mm
Trần Hữu Quyền_Lớp 12C1LT

Trang 5


Bài tập Công nghệ kim loại I

II.3. Tính chọn độ xiên, góc đúc và dung sai đúc
① Tính chọn độ xiên
Sử dụng mẫu bằng gỗ, tra bảng (2/79[1]) ta chọn độ xiên cho các mặt
như sau :
+ Mặt đáy 80mm : độ xiên 10
+ Mặt trên 80mm : độ xiên 10
② Góc đúc :
Góc đúc không cần tính chọn bởi trên bản vẽ kỹ thuật đã thể hiện.
③ Dung sai đúc :
Sử dụng phương pháp làm mẫu thủ công, mẫu gỗ → cấp chính xác III.
III. Thiết kế ruột.
Với mặt phân khuôn đã chọn như trên, ta chọn phương pháp thiết kế
ruột thẳng đứng.
β
S3

S1


h2

L

h1

S2

α

Tra bảng (3/80[1]),(5/81[I]), (6/82[I]) ta chọn các thông số cho ruột như
sau :
+ L = 150mm
+ α = 70
+ h1 = 20mm
+ β = 100
+ h2 = 35mm
+ S1 = 0,25mm
+ S2 = 0,15mm
+ S3 = 2 mm
Trần Hữu Quyền_Lớp 12C1LT

Trang 6


Bài tập Công nghệ kim loại I

IV. Thiết kế hệ thống rót, đậu hơi và đậu ngót.
Tính khối lượng vật đúc :
Ta có : Q = V.γ (Kg)

Với γ : trọng lượng riêng của gang xám, γ = 7,2g/dm3
V : thể tích chi tiết
V = V1 + V2 + V3 - V4-V5
V1 :Thể tích phần đế ,V1 = 208x80x44 = 732160 mm3
V2: Thể tích phần thân,V2 = 60x40x45 = 108000 mm3
V3 :Thể tích phần trụ tròn,V3 = (3,14x1002x80)/4 = 628000 mm3
V4 :Thể tích phần trụ trong,V4 = (3,14x602x80)/4 = 226080 mm3
V5 :Thể tích phần rỗng dưới đế,V5 = 80x60x15 = 72000 mm3
→ V = 732160+108000+628000-226080-72000=1170080 mm3 = 1,17 dm3
→ Q = 1,176.7,2 ≈ 8,42 kg
Tra bảng (7/82[I]) chọn tiết diện và số lượng rãnh dẫn như sau :
Số lượng rãnh dẫn : 2
Tiết diện rãnh dẫn : 0,8 cm2
Chiều dài rãnh dẫn : 25mm
Tra bảng (8/82[I]) chọn kích thước rãnh lọc xỉ :
b

h

r1

a

h

Chọn loại tiết diện rãnh lọc xỉ h = 1,25a, tiết diện rãnh lọc xỉ 2,0cm3
+ a = 15mm
+ b =10mm
+ h = 17mm
Kích thước rãnh dẫn loại hình thang thấp :

a

r2

Trần Hữu Quyền_Lớp 12C1LT

b
Trang 7


Bài tập Công nghệ kim loại I

b

a

Tra bảng (9/84[I]) ta chọn kích thước cho rãnh dẫn loại hình thang thấp như
sau :
+ h = 3mm
+ a = 28mm
+ b = 25mm
V. Bố trí vật đúc trong khuôn và chọn hòm khuôn.

d

c

e

Với khối lượng vật đúc 8,42kg, ta chọn các thông số như sau :

+ a = 50mm
+ d = 40mm
+ b = 50mm
+ e = 30mm
+ c = 40mm
VI. Thành lập bản vẽ bộ mẫu .

Trần Hữu Quyền_Lớp 12C1LT

Trang 8


Bài tập Công nghệ kim loại I

VII. Thiết kế quy trình đúc.
①. Giai đoạn làm khuôn dưới :
1. Đặt nửa mẫu dưới lên tấm đỡ mẫu
2. Đặt hòm khuôn dưới lên và rắc bột chống dính lên mẫu
3. Đổ từng lớp hỗn hợp làm khuôn dày từ 50-60mm vào hòm khuôn.
4-5. dùng chày giã để đầm chặt hòm khuôn, tạo độ bền cho hỗn hợp
làm khuôn, chú ý đầm chặt các góc của mẫu và hòm khuôn để đảm bảo đầm
chặt trên toàn bộ khuôn.
6. Gạt hỗn hợp thừa trên khuôn bằng thước gạt phẳng.
7. Dùng cây xiên hơi để tạo rãnh xiên hơi với mật độ 6-9lỗ/ dm2.
8. Lật ngược khuôn để chuẩn bị làm khuôn trên.
② Giai đoạn làm khuôn trên.
9. Đặt mẫu trên lên mẫu dưới bằng các chốt định vị.
10. Đặt hòm khuôn trên lên trên hòm khuôn dưới thông qua các chốt
định vị hòm khuôn, rắc bột chống dính lên mẫu
11. Đặt mẫu ống rót, đậu hơi và rãnh lọc xỉ để tạo hệ thống rót, sau đó

đổ từng lớp hỗn hợp làm khuôn dày từ 50-60mm vào hòm khuôn.
12-13. dùng chày giã để đầm chặt hòm khuôn, tạo độ bền cho hỗn hợp
làm khuôn, chú ý đầm chặt các góc của mẫu và hòm khuôn để đảm bảo đầm
chặt trên toàn bộ khuôn.
14. Gạt hỗn hợp thừa trên khuôn bằng thước gạt phẳng.
15. Dùng cây xiên hơi để tạo rãnh xiên hơi với mật độ 6-9lỗ/ dm2. Sau
đó rút mẫu ống rót và tạo phễu rót.
16. Kết thúc làm khuôn trên.
③ Giai đoạn rút mẫu, sửa khuôn và ráp khuôn.
17-18. Nhấc khuôn trên và khuôn dưới ra, đặt trên nền xưởng.
19. Quét nước xung quanh mẫu để hỗn hợp gần mép có độ dẻo.
20-21. Đánh động mẫu, dùng dụng cụ rút mẫu để rút mẫu ra khỏi
khuôn trên và khuôn dưới. Nếu hỗn hợp ở lòng khuôn bị dính vào mẫu hoặc
bị vỡ cần phải sửa bề mặt lòng khuôn nhờ các dụng cụ làm khuôn.
22. Đặt ruột đã được sấy vào khuôn dưới.
23. Ráp nửa khuôn trên lên khuôn dưới thông qua các chốt định vị
hòm khuôn
24. Sử dụng các vật đè khuôn để đè khuôn, kết thúc quá trình là
khuôn. chuẩn bị rót gang lỏng vào khuôn.

Trần Hữu Quyền_Lớp 12C1LT

1

Trang 9

2

3



Bài tập Công nghệ kim loại I

4

6

5

7

8

10

9

12

13

Trần Hữu Quyền_Lớp 12C1LT

15

11

14

Trang 10


16


Bài tập Công nghệ kim loại I

17

20

19

18

21

22

23

Trần Hữu Quyền_Lớp 12C1LT

Trang 11