intTypePromotion=1
ADSENSE

GIÁO TRÌNH CÔNG NGHỆ KIM LOẠI - PHẦN I CÔNG NGHỆ ĐÚC - CHƯƠNG 2

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

348
lượt xem
98
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KẾT CẤU VẬT ĐÚC 2.1 Khái niệm: Vật đúc là dạng sản phẩm hình thành từ hợp kim lỏng trong lòn g khuôn. Sự hình thành đó chịu ảnh hưở ng lớn kết cấu vật đúc. Khi sản xuất đúc, kết cấu vật đúc khác nhau tác động trực tiếp đến quá trình công nghệ làm khuôn, lõi, đến sự kết tinh vật đúc, đến sự hình thành các tổ chức và các khuyết tật.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: GIÁO TRÌNH CÔNG NGHỆ KIM LOẠI - PHẦN I CÔNG NGHỆ ĐÚC - CHƯƠNG 2

  1. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Chöông 2 (Tham khaûo) NGUYEÂN LYÙ THIEÁT KEÁ KEÁT CAÁU VAÄT ÑUÙC 2.1 Khaùi nieäm: Vaät ñuùc laø daïng saûn phaåm hình thaønh töø hôïp kim loûng trong loøn g khuoân. Söï hình thaønh ñoù chòu aûnh höôû ng lôùn keát caáu vaät ñuùc. Khi saûn xuaát ñuùc, keát caáu vaät ñuùc khaùc nhau taùc ñoäng tröïc tieáp ñeán quaù trình coâng ngheä laøm khuoân, loõi, ñeán söï keát tinh vaät ñuùc, ñeán söï hình thaønh caùc toå chöùc vaø caùc khuyeát taät. Nhö vaäy, moät keát caáu ñuùc hôïp lyù seõ taïo ra chaát löôïng vaät ñuùc cao, giaù thaønh haï vaø quaù trình gia coâng tieáp theo ñöôïc ñôn giaûn. Moät keát caáu kim loaïi (chi tieát) seõ ñöôïc taïo hình baèng ñuùc phaûi baûo ñaûm nhöõn g yeâu caàu sau ñaây: - Baûo ñaûm quaù trình coâng ngheä laøm khuoâ n vaø loõi ñôn giaûn, thuaän tieän. - Deã xaùc ñònh vò trí loø ng khuoân trong khuoân ñuùc ñeå taïo ra höôùnh keát tinh ñuùng Mi ng Chi P Ho nhaèm naâng cao chaát löôïng hôïp kim ñuùc, loaïi boû caùc khuyeát taät. ñuùc. uatt T c thuaän lôïi. - Baûo ñaûm cho quaù trình coâng ngheä gia coângy th goï ñöôï caét am K - Baûo ñaûm cô tính cuûa vaät ñuùc. Su ph g DH ruon Trong saûn xuaát ñuùc, vaät ñuùc ñöôïc phaân chia theo khoái löôïng goàm: Nhoû, trung bình T ht © yi g vaø lôùn. Trong baûng giôùrithieäu söï phaân chia ñoù vaø saûn löôïng haøng naêm cuûa chi tieát ñuùc Cop (chieác): Nhoû (Kg) Trung bình (Kg) Lôùn (Kg) Raát lôùn (Kg) Ñeán 100 100  500 500  5000 >5000 Troïng löôïng Daïng saûn xuaát vaät ñuùc(KG) Ñôn chieác Loaït nhoû Loaït vöøa Loaït lôùn Haøng khoái Ñeán 20 Ñeán 300 3003.000 3.000 35.000 35.000200.000 >200.000 > 20100 Ñeán 150 1502.000 2.000 15.000 15.000100.000 >100.000 >100500 751.000 1.000 6.000 6.000 40.000 Ñeán 75 >40.000 >5001.000 50600 6003.000 3.000 20.000 Ñeán 50 >20.000 Vaät ñuùc ñöôïc phaân chia theo loaïi keát caáu: ñôn giaûn phöùc taïp ôû caùc möùc ñoä khaùc nhau. Xeùt veà ñaëc tröng rieâng cuûa phöông phaùp ñuùc, möùc ñoä ñôn giaûn hay phöùc taïp cuûa keát caáu vaät ñuùc thöôøng caên cöù vaøo söï taäp trung hay phaân taùn löôïng kim loaïi treân toaøn boä vaät ñuùc. Moät caùc h töông ñoái hôïp lyù keát caáu vaät ñuùc ñöôïc caên cöù vaøo tyû soá cuûa dieän tích beà maët F vaø theå tích V cuûa noù. Neáu moät keát caáu coù F/V lôùn, coù nghóa laø keát caáu coù dieän tích beà maët lôùn, nhieàu gaân gôø, thaønh moûng. Loaïi keát caáu nhö vaäy thuoäc loaïi phöùc taïp. Ngöôïc laïi neáu F/V nhoû, coù nghóa laø vaät ñuùc ñöôïc thu goïn laïi. Loaïi naøy thuoäc loaïi ñôn giaûn. 13 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  2. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Nhöõng keát caáu vaät ñuùc phöùc taïp gaây khoù khaên nhieàu hôn cho quaù trình laøm khuoân, ñieàn ñaày kim loaïi loûng. Keát caáu caøng thu goïn caøng thuaän tieän hôn. Moät soá vaät ñuùc coù caùc phaàn keát caáu phöùc taïp vaø ñôn giaûn. Loaïi keát caáu naøy thöôøng khoù baûo ñaûm chaát löôïng ñuùc cao. Trong thöïc teá caùc daïng nhö puli, baùnh raêng, goái ñôõ... coù keát caáu ñôn giaûn. Caùc loaïi nhö thaân maùy, voû hoäp giaûm toác, voû ñoä ng cô.v.v...thuoäc loaïi keát caáu phöùc taïp. Thoâng thöôøng keát caáu vaät ñuùc cuõng nhö caùc keát caáu ñònh hình khaùc ñeàu do moät soá boä phaän caáu thaønh. Coù nhöõn g boä phaän chính goàm nhöõng phaàn ñeå laép raùp, chòu löïc cao khi laøm vieäc nhö moayô, chaân ñeá, vaønh raên g, truïc ñôõ....nhöõng boä phaän khaùc chæ coù taùc duïng lieân keát nhö thaønh noái, gaân, nan hoa ...Nhôø caùc phaàn naøy maø phaàn chính chòu ñöôïc taùc duïng löïc lôù n, cöùn g vöõng, ñoâi khi coøn taïo 3 neân thuøng kín ñeå che hoaëc chöùa. Treân hình 1-5 Giôùi thieäu moät keát caáu thuoäc loaïi töông ñoái phöùc taïp goàm 1 laø boä phaän laép raùp, ñöôïc noái vôùi vaøn h h Min 2 chòu löïc 2 baèng vaùch lieân keát 3. Taát caû Chi P. Ho taïo neân moät keát caáu chung. uat T y th Thieát keá moät keát caáu khoâng am K nhöõng phaûi xaùc ñònh hôïp lyù hình daùng, Su ph gH 1 kích thöôùc, loaïi tieát dieän sao chouphuø D p r on hôï T h© vôùi khaû naêng laøm vieäc,rkhaût naêng chòu löïc y ig op maø coøn phaûi thöïc C n baèng ñuùc ñöôïc Hình 1-5 Keát caáu vaät ñuùc hieä 1-Boä phaän laép raùp (Moayô) ; 2- hôïp lyù. Ngöôøi ta goïi ñoù laø keát caáu coâng Vaønh chòu löïc ; 3-Vaùch lieân keát. ngheä ñuùc. 2.2 Nguyeân taéc thieát keá keát caáu vaät ñuùc. Thieát keá moät keát caáu phaûi thoûa maõn moät soá nguyeân taéc sau: 2.2.1 Thieát keá keát caáu thoaû maõn chaát löôïng hôïp kim: Hôïp kim ñuùc khi chuyeån töø traïng thaùi loûng sang d1 ñaëc trong khuoân chòu aûnh höôûng lôùn cuûa keát caáu vaät ñuùc. Khi keát caáu khoâ ng hôïp lyù seõ gaây khoù khaên cho vieäc choïn höôùng keát tinh vaø deã gaây ra khuyeát taäp ñuùc. - Keát caáu choáng xuaát hieän roã co: Nôi xuaát hieän roã co laø nôi taäp trung kim loaïi nhieàu hôn xung quanh noù. Ñeå ñaùnh giaù löôïng kim loaïi taäp trung nhieàu hay ít ngöôøi d2 ta duøng khaùi nieäm voøng troøn nhieät. Treân hình 1-6 bieåu dieãn caùc voøng troøn nhieät coù ñöôøng kính khaùc nhau. Neáu söï cheânh leäch ñöôøng kính cuûa voøng troøn lôùn seõ deã xuaát hieän roã co ôû vuøng coù ñöôøng kính lôùn nhaát. Hình 1-6 Bieåu dieãn voø ng troøn nhieät 14 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  3. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Theo kinh nghieäm, neáu trong cuø ng keát caáu, khi d1/d2 >1,5 laø khoâng hôïp lyù. Khi xaùc ñònh tröôùc ñöôïc höôùng keát tinh vaø vò trí cuûa chaân ñaäu ngoùt thì voøng troø n nhieät caøng leân treân phaûi daàn daàn lôùn hôn ñeå phaùt huy khaû naêng boå ngoùt. Neân giaûm bôùt löôï ng kim loaïi taäp trung ôû nhöõng phaàn khoâng caàn thieát ñeå traùnh roã co (hình 1-7). Nhöõng keát caáu coù daïng oáng (moayô) khi ñuùc phaûi ñaët loõi ñeå taïo loã, caàn choïn ñöôøng kính trong vaø ngoaøi hôïp lyù (hình 1-8) ñeå taän duïng khaû naên g tích nhieät cuûa loõi. Neáu loã quaù nhoû so vôùi chieàu daøy thaønh oáng thì khaû naêng ñoâng ñaëc taïi ñoù seõ chaäm hôn vaø deã xuaát hieän roã co. Thöôøng ngöôøi ta Hình 1-7 choïn tyû leä ñöôøng kính ngoaøi D vaø ñöôøng kính trong d theo: d> D/2 D - Keát caáu choáng xuaát hieän öùng suaát dö. h Min Xeùt veà maët keát caáu, öùng suaát dö sinh ra do Chi P. Ho nguoäi khoâ ng ñoà ng ñeàu ôû caùc phaàn trong cuøng vaät uat T ñuùc, do keát caáu ñoù coù ñoä co chieàu daøi lôùn. Do ñoù, ñeå th Ky d choáng xuaát hieän roã co phaûi tuaân theo caùc Su c ham ñaë p ñieåm g DH ruon sau: ©T Xeùt veà maët keáyrigu,töùng suaát dö sinh ra do t caá h op nguoäi khoâ ng ñoà ngC u ôû caùc phaàn trong cuøng vaät ñeà ñuùc, do keát caáu ñoù coù ñoä co chieàu daøi lôùn. Do ñoù, ñeå Hình 1-8 choáng xuaát hieän roã co phaûi tuaân theo caùc ñaëc ñieåm sau: Thaønh ngoaøi (mm) 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 Thaønh trong (mm) 568 10 12 12 14 16 18 22 Tæ soá chieàu daøi thaønh Kích thöôùc A/a 1,75 A/a >1,75 A C= 0,6A A L L  6(c-a) r r Aa r 4 c a a Aa R R R 2 15 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  4. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn L A A C= 0,6A r L  4(c-a) r Aa r 4 a a c R Aa R 2 r L L  4(0,6A-a) A a A a Aa r R 4 L r R nh Aa i Mi  A Ch a A a P. Ho 2 uat T y th am K u ph DH S g ruon t © T Hình 1-9 Keát caáu chuyeån tieáp h yrig Cop Thaønh cong gaân a) Nan hoa nghieâ ng Nan hoa cong c) b) . Hình 1-10 Keát caáu choáng co chieàu daøi vaø bieán daïng. 16 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  5. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Traùnh caùc keát caáu coù ñoä co chieàu daøi lôùn deã gaây ra bieán daïng hoaëc thaäm chí phaù huûy baèng caùch taïo caùc gaân cöùng vöõng, thieát keá nhöõng thanh coù ñoä cong hôïp lyù, nhöõn g keát caáu coù nan hoa neân laø soá leû hoaëc daïng nan hoa cong, nghieâng moät goùc so vôùi maët phaúng ngang (hình 1-10). 2.2.2 Thieát keá keát caáu baû o ñaûm coâng ngheä laøm khuoân: Coâng ngheä laøm khuoân goàm caùc nguyeân coâng cô baûn nhö: ñaàm chaët hoãn hôïp, ruùt maãu, laøm loõi vaø laép raùp loõi, laép khuoân. Coâng ngheä laøm khuoân caøng ñôn giaûn, chaát löôïng vaät ñuùc caøng cao. Keát caáu vaät ñuùc hôïp lyù phaûi thoaû maõn caùc ñieåm sau ñaây: - Keát caáu phaûi ñaûm baûo choïn höôùng ruùt maãu deã daøng, hoaëc chæ phaân boá trong moät loøng khuoâ n, hoaëc khoâng phaûi laøm maãu rôøi... Treân hình 1-11 giôùi thieäu caùc keát caáu hôïp lyù vaø khoâng hôïp lyù khi ruùt maãu. h Min Chi P. Ho uat T y th am K u ph HS ng D uo © Tr ight opyr C b) a) Hình 1-11 Hình a, b. Beân traùi khoâng hôïp lyù. Beân phaûi hôïp lyù - Keát caáu vaät ñuùc coù soá löôïng loõi caøng ít caøng toát, ñaûm baûo deã ñònh vò khi laép raùp vaø deã phaù loõi khi dôõ khuoân, laøm saïch. a) b) Con maõ d) c) Hình 1-12. 17 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  6. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Treân hình 1-12 keát caáu (a) coù hai phaàn loã taùch bieät vaø moät loã phaûi ñaët coâng xoân. Coù theå söûa laïi keát caáu ñoù nhö (b) maø khoâng coù aûnh höôûng gì ñeán khaû naêng chòu löïc, trong luùc chæ caàn moät loõi lieàn cöùng vöõng vaø deã laép ñaët. Keát caáu (c) coù ba loõi cuõng coù theå söûa laïi thaønh keát caáu coù moät loõi chung (d). Tuy vaäy, khoâ ng phaûi bao giôø cuõng ñuùng, vì neáu gheùp quaù nhieàu seõ laøm loõi quaù phöùc taïp. Keát caáu vaät ñuùc coù caùc maët bích hoaëc phaàn nhoâ, neân thieát keá coù cuøn g ñoä cao vaø neân noái lieàn laïi neáu chuùng ôû gaàn nhau ñeå deã laøm khuoâ n (traùnh phaûi laøm maãu rôøi). Treân hình 1-13 keát caáu (a) khoâng hôïp lyù, keát caáu (b) hôïp lyù hôn. 2.2.3 Thieát keá keát caáu thoaû maõn b) a) coâng ngheä gia coâ ng cô vaø laép raùp. Hình 1-13 Haàu heát caùc vaät ñuùc ñieà u phaûi h Min qua gia coâng caét goït. Ñeå thuaän tieän cho Chi quaù trình caét goït, keát caáu vaät ñuùc phaûi thoûa maõn caùc ñieåm sau .ñaâo : PH y uat T yh Ñaûm baûo gaù laép treân maùy vaø ñoà gaù chaéc chaén tvaø thuaän tieän, chính xaùc. Thí duï treân am K ph hình 1-14 keát caáu (a) khoân g theå gaù keïp ñeåugia coâng caùc maët A,B ñöôïc. Caàn coù theâm phaàn DH S vò ng C (b) ñeå duøng noù laøm maët ñònh ruokhi keïp chaët treân maâm caëp maùy tieän. t©T h yrig Cop Vaáu gaù keïp Rz Rz b) a) Hình 1-14 Keát caáu khoâng gaây caûn trôû Rz cho quaù trình caét goït. Treân nhöõng maët phaúng hoaëc maët cong, neáu chæ caàn gia coâng caét moät phaàn thì phaàn ñoù phaûi nhoâ cao hôn moät löôïng ñoä Hình 1-15 daøy baèng giaù trò löôïng dö gia coâng cô (hình 1-15). Keát caáu ñaûm baûo giaûm löôïng gia coâng caét ñeå giaûm thôøi gian maùy khi caét. Thí duï taêng theâm kích thöôùc loã ôû phaàn giöõa cuûa loã gia coâng vaø taïo ra noù baèng loõi. Khi gia coâng chæ caàn caét hai ñoaïn ôû ñaàu vaø cuoái (hình 1-16a) 18 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  7. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Taïo nhöõng beà maët vuoâng goùc vôùi taâm loã khoan ñeå baûo ñaûm khoan loã chính xaùc. Thí duï hai keát caáu treân hình 1-16b,c. Keát caáu (b) coù coâng ngheä khoan khoâ ng hôïp lyù, coøn keát caáu (c) hôïp lyù. Chieàu daøy thaønh vaät ñuùc caàn phaûi ñeàu ñaën, neáu choã daøy vaø choã moû ng khaùc nhau quaù nhieàu thì khi keát tinh choã moû ng ñoâng ñaëc vaø nguoäi tröôùc, choã daøy ñoâng ñaëc vaø nguoäi sau deã gaây ra nöùt. Choã daøy deã sinh roã co. Ví duï phaûi thieát keá laïi thaønh vaät ñuùc cho hôïp lyù nhö hình 1-16 d. Rz Rz h Min  Chi P. Ho b) T c) t thua a) Ky pham Su g DH ruon T ht © yrig op C d) Hình 1-16 19 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2