Bài tập lớn Chế Tạo Phôi Quy trình gia công dạng Trục

BÀI TẬP LỚN : CHẾ TẠO PHÔIBài 1: Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Chất Lượng Vật ĐúcẢnh hưởng của nhiệt độ rótNhiệt độ rót càng cao thì tính chảy loãng tăng nhưng tính hòa tan khí cũng tăng. Do vậy muốn tăng nhiệt độ rót thì phải khử hết khí trước khi nấu và đúc trong chân khôngẢnh hưởng của chất trợ dungNhững nguyên tố chủ yếu trong thành phần vật liệu nấu hầu hết được chuyển vào vật đúc. Song trong qúa trình nấu có sự hình thành các tạp chất phi kim dưới dạng xỉ, ở trạng thái rất phân tán trong kim loại lỏng mà không làm thay đổi thành phần hoá học của kim loại lỏng. Khi rót kim loại lỏng vào khuôn, xỉ có thể theo vào và nằm lẫn trong vật đúc làm thay đổi cơ, lý, hoá tính của vật đúc đi rất nhiều. Vì vậy khi nấu luyện phải tuân thủ đúng quy trình kỹ thuật để khử những tạp chất có hại và khử khí.Hợp kim đúc Vật liệu khác nhau về tính chất nên chất lượng vật đúc khác nhau.Dựa vào tính đúc vật liệu mà chọn biện pháp công nghệ hợp lý. Loại khuôn Khuôn cát dẫn nhiệt kém nên kim loại nguội chậm tạo ra hạt lớn. Bề mặt xù xì và dính cát nên chất lượng bề mặt vật đúc kém Khuôn kim loại dẫn nhiệt tốt nên tổ chức vật đúc nhỏ, tăng cơ tính. Bề mặt nhẵn bóng nên cũng đảm bảo chất lượng bề mặt vật đúc. Nhưng do nguội nhanh nên dễ bị nứt nẻ, vỏ bị cứng. Phương pháp làm khuôn Khuôn cát làm bằng tay nên chất lượng vật đúc kém khuôn làm bằng kim máy Công nghệ đúc Công nghệ hợp lý sẽ giảm khuyết tật Các công nghệ gồm:Công nghệ nấu chảy hợp kim (nhiệt độ, thành phần, khử tạp chất,…) Công nghệ chế tạo khuôn và lõi (tay, máy, sấy khuôn,…) Công nghệ rót (rót có rung lắc, tác động cơ học,…) Bài 2: Tính toán thiết kế dập khối phôi trục bậc trên máy búa1. Phân Tích Kết Cấu Yêu Cầu Kĩ ThuậtChi tiết dạng trục, đối xứng nhauChiều dài toàn bộ 400mm, đường kính phần lớn nhất 100, đường kính phần nhỏ 80Yêu cầu độ cứng 45 HRC. Để đạt độ cứng này ta tiến hành nhiệt luyện Đảm bảo dung sai chiều mỗi đoạn bậc trục.Độ nhám của các cổ trục đạt điều kiện kỹ thuật .2. Phân Tích Tính Công Nghệ Trong Kết Cấu Của Sản PhẩmChi tiết chiều dài lớn nhất là 400mm và đường kính nhỏ nhất là 80 nên chi tiết có độ cứng vững không cao. Khi gia công ta tiến hành dùng chống tâm hai đầu.Chi tiết có dạng trục bậc (Bậc lớn ở giữa, 2 bậc nhỏ 2 bên) nhằm đảm bảo điều kiện lắp ghép đồng thời phù hợp với điều kiện phân bố tải trọng dọc trục để giảm tối đa đường kính trục nhưng vẫn đảm bảo điều kiện bền và làm việc tin cậy.Tuy nhiên do kết cấu trục là trục bậc sẽ gây tập trung ứng suất làm giảm độ bền của chi tiết. Để làm giảm tập trung ứng suất ta làm các rãnh thoát dao và các góc lượn chuyển tiếp.Các rãnh thoát dao của chi tiết để bảo vệ đá mài không bị mẻ khi gia công mài trụcCác mặt đầu và mặt bên có ba via, cạnh sắc không làm các rãnh tròn mà thay bằng mặt vát( 2×45⁰) bởi vì khi đó gia công thuận tiện hơn, kinh tế hơn so với làm rãnh tròn ( Vì phải có dao định hình ). Đồng thời hình dáng, kích thước các mặt vát hoàn toàn giống nhau để thuận tiện trong quá trình gia công, giảm số lượng dao, tăng hiệu quả kinh tế.3. Vật Liệu Và Phôi Dùng Để Chế Tạo Các Chi Tiết Dạng TrụcViệc chọn phôi để chế tạo trục phụ thuộc vào hình dáng kết cấu và sản lượng của loại trục đó.Trong sản xuất nhỏ và đơn chiếc, phôi của trục được chế tạo bằng cách rèn tự do trong khuôn đơn giản, đôi khi có thể dùng phôi cán nóng .Trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối phôi của trục được chế tạo bằng dập nóng trên máy dập hoặc ép trên máy ép, với trục bậc có thể được rèn trên máy rèn ngang cũng có thể được chế tạo bằng phương pháp đúc.Vật liệu để chế tạo các chi tiết dạng trục bao gồm thép Cacbon ví dụ thép C35,C40,C45, thép hợp kim…có thể được chế tạo các ch i tiết trục cán trục khuỷu bằnggang có độ bền cao.Ta chọn thép C45 làm vật liệu chế tạo chi tiết .Xét đến độ cứng vững của trục khi gia công trong những trường hợp gia công không đồng thời bằng nhiều dao thì tỉ số LD ≤ 10Việc chọn phôi đóng vai trò rất quan trọng trong quá trình gia công tiếp theo, nếu chọn phôi hợp lý không những đaem bảo được tính năng kỹ thuật à còn cho năng xuất chất lượng cao và giá thành SP phù hợp.Để chế tạo được phôi, trước tiên cần chọn phôi dựa trên những yếu tố sau:Vật liệu và cơ tính của vật liệu mà chi tiết phải tuân theo yêu cầu thiết kếKích thước, hình dáng và kết cấu của chi tiếtSố lượng của chi tiết thuộc các loại dạng sản xuấtCơ sở vật chất kỹ thuật cụ thể của nơi sản xuất phôiTừ những yếu tố trên, để gia công được chi tiết trục bậc, vật liệu thép C45 làm việc với chế độ tỉ trọng kéo, uốn, nén, xoắn tốt nhất khi tổ chức kim loại dạng thớ. Ta lựa chọn 1 trong các phương án sau:Phôi đúcCông nghệ đúc là công nghệ chế tạo sản phẩm bằng phương pháp rót vật liệu ở dạng chảy lỏng vào khuôn để tạo ra sản phẩm có hình dạng theo khuôn mẫu. Đa phần công nghệ đúc thực hiện với các vật liệu kim loại.Ưu điểm:Có thể đúc được tất cả các KL và HK khác nhauĐúc được các vật có khối lượng tù nhỏ đến lớn, rất lớn, tạo ra các vật có hình dạng và kết cấu phức tạpNhược điểm:Tổ chức KL không đều tạo ra các khuyết tật như lỗ dỗ khí, dỗ sỉ, không điền đầy lòng khuôn, vật đúc bị nứt do vậy không tốt với điều kiện làm việc nặng nềGiá thành caoPhương án này không phù hợpPhôi cánDùng áp lực để gia công kim loại bằng cách đặt vật liệu giữa những trục quay của máy cán để làm giảm kích thước mặt cắt ngang của thỏi cán và tạo cho nó một hình dáng nhất định.Ưu điểm:Tính dẻo của KL cao nên dễ biến dạng, năng xuất caoNhược điểm: chất lượng bề mặt kém vì còn tồn tại vảnh sắt trên mặt phôi khi nungPhương án phôi cán không phù hợpPhôi RènRèn tự doƯu điểm:Độ chính xác và cơ tính cao, tiết kiệm thời gian và vật liệuDụng cụ gia công đơn giản, rẻ tiềnNhước điểm:Không chế tạo được các SP có hình dạng và kích thước phức tạp, kích thước lớn.Không chế tạo được các SP có tính dẻo kém.Chỉ phù hợp với dạng SX nhỏ và đơn chiếc.Phương án rèn tự do không phù hợpRèn khuônLà phương pháp gia công KL bằng áp lực, trong đó KL được biến dạng trong lòng khuôn, phương án này cho năng xuất cao. Tổ chức KL có cơ tính rất cao, độ chính xác và độ bóng bề mặt cao. Lượng du gia công nhỏ, tiết kiệm được nguyên liệu.Phương pháp dập thể tích trên máy búaƯu điểm:Sử dụng máy đơn giản thông dụng.Gia công được những chi tiết nhỏ, phức tạp.Cơ tính và bề mặt dập đạt độ chính xác cao.Thích hợp cho dạng sản xuất hàng loạt.Nhược điểm:Do dập trên máy búa nên lực dập lớn và tần xuất cao, đòi hỏi chế tạo khuân phức tạp.Từ những phân tích về ưu điểm, nhược điểm của từng phương pháp chế tạo phôi, ta chọn được phương án phù hợp nhất để gia công chi tiết trục bậc đó là phương án dập thể tích trên máy búa.4. Tính Toán Thiết Kế Dập Khối Phôi Trục Bậc Trên Máy Búa 4.1. Bản Vẽ Chi Tiết Trục BậcThể tích vật thể: V = V1 + V2 + V3 = (((π〖D_1〗2)4)h_1 )2+((π〖D_2〗2)4)h_2 = 820 π (〖cm〗3)Khối lượng vật thể: m = Vd Trong đó: d là khối lượng riêng của thép C45 =7850 kgm3m = 820 π 7850 = 20 (kg)4.2. Lựa Chọn Lòng KhuônDập trên khuôn hở Nếu dập như sơ đồ trên sẽ gặp phải những khó khăn:Việc lấy vật dập ra khỏi lòng khuôn gặp rất nhiều khó khăn vì lặc ma sát giữa vật dập và thành khuôn rất lớn.Kh kích thước phôi không chính xác sẽ thu được vật dập đúng kích thước: nếu Vph > Vkh kim loại thừa sẽ làm cho vật dập cao hơn chiều cao của lòng khuôn một lượng bằng chiều dày lớp bavia; nếu Vph < Vkh thì ở một số vùng nào đó, kim loại không điền đầy được lòng khuôn và tại đó ta thấy kích thước vật dập bị hụt.Dể khắc phục các hiện tượng kể trên ta có thể làm khuôn dập có góc nghiêng thành lòng khuôn.Khi dập trên khuôn hở sẽ có những đặc điểm như:Khối lượng phôi có thể không cần chính xác nhưng kích thước vật dập sẽ không giống nhau vì khối lượng phôi lớn hơn theo yêu cầu thì lượng kim loại thừa sẽ có thể chảy hết ra theo rãnh thoát biên.Chiều chảy kim loại thoát ra khỏi lòng khuôn vào các rãnh thoát biên vuông góc với chiều lực tác dung. Chiều dày vành biên giảm dần khi lực dập tăng.Thớ kim loại tại nơi cắt vành biên sẽ không liên tục.Khối lượng kim loại ở trong lòng khuôn giảm dần đi trong quá trình tăng lực vì có một lượng kim loại chảy ra khỏi khuôn qua rãnh thoát biên.Dập trên khuôn kínKhi dập trên khuôn kín sẽ có những đặc điểm sau:Thể tích phôi không được thay đổi nhiều vì không có rãnh thoát biên nên kích thước vật dập không đều nhau.Một phần nhỏ kim loại chảy vào các khe hở tạo thành ba via, chiều chảy của ba via cùng với hướng lực tác dụng, chiều dày lớp ba via này không đổi trong suốt quá trình dập.Thớ kim loại trong vật dập không bị đứt đoạn như dập trên khuôn hở vì không phải cắt biên.Căn cứ vào những đặc điểm trên của hai loại lòng khuôn, ta chọn dập trên lòng khuôn kín vì cho ra sản phẩm chất lượng tốt, hệ số sử dụng vật liệu rất cao so với dập trên khuôn hở.4.3. Xác Định Kết Cấu, Chọn Phôi Hợp Lý Và Xác Định Mặt Phân KhuônXác định kết cấu, chọn phôi hợp lýViệc chọn phôi đóng vai trò rất quan trọng trong quá trình gia công tiếp theo. Nếu chọn phôi hợp lý, không những chỉ đảm bảo tốt về những tính năng kỹ thuật mà còn ảnh hưởng tích cực đến năng suất chất lượng giá thành sản phẩm, giảm quá trình gia công, giảm chi phí gia công.Căn cứ cào các yếu tố để chọn phôi: Vật liệu và cơ tính của cật liệu mà chi tiết phải có theo yêu cầu thiết kế.Kích thước, hình dáng và kết cấu của chi tiết.Số lượng của chi tiết trong năm loại dạng sản xuất.Cơ sở vật chất kỹ thuật cụ thể nơi sản xuất phôi.Với chi tiết gia công là trục bậc, vật liệu là thép C45 với chi tiết trục bậc làm việc với chế độ tỉ trọng uốn, kéo, nén và loại dạng thớ cùng với kết cấu không quá phức tạp, dạng sản xuất của chi tiết ta chế tạo bằng một trong các phương pháp sau: Phôi đúc:Đặc điểm: phôi đúc có cơ tính đạt được không cao phôi rèn, tổ chức kim loại không đồng đều và không tốt với điều kiện làm việc nặng nề, khả năng chịu lực phức tạp của chi tiết kém như: uốn, soắn, kéo, nén và giá thành của chi tiết cao. Do vậy phương án này không phù hợp Phôi rèn:Phôi rèn có cơ tính tốt hơn phôi đúc vẫn đảm bảo được điều kiện bền khi chịu lực phức tạp vì tôt chức kim loại ở dạng thớ nhất là những nơi có tiết diện thay đổi đột ngột. So sánh phôi rèn và phôi đúc ta thấy nên chon phôi rèn để tạo phôi và chọn một trong những phương án sau:Phương án I: rèn tự doLà phương pháp gia công bằng áp lực trong đó kim loại được biến dạng trong không gian tự do.Ưu điểm: phương pháp này có thể chế tạo được các vật rèn có kích thươc rất nhỏ đến rất lớn, từ đơn giản đến phức tạp. dụng cụ gia công đơn giản, rẻ tiền.Nhược điểm: độ chính xác gia công không cao, lượng dư để lại cho gia công thường lớn. Tổ chức kim loại bề mặt bị chai cứng, quy mô sản xuất nhỏ, sản lượng không cao nên chỉ phù hợp với dạng sản xuất nhỏ và đơn chiếc.Phương án II: rèn khuônLà phương pháp gia công kim loại bằng áp lực, trong đó kim loại được biến dạng trong lòng khuôn. Phương án này cho năng suất cao, tổ chức kim loại có cơ tính rất cao, độ chính xác và độ bóng bề mặt cao. Tiết kiệm được nguyên liệu, lượng dư gia công nhỏ.=> Ta sử dụng phương pháp dập thể tích trên máy búa và phải căn cứ vào các cách sau để xác định:Phôi dập thể tích trên máy búa là phôi cán hay phôi định hình. Để tận dụng có thể chọn phôi là thép cán định hình, có hình dạng và kích thước gần giống kích thước vật dập.Phân nhóm chi tiết có hình dạng, kích thước gần giống nhau: bánh răng, biên bạc, trục, trục bậc…phân chi tiết phức tạp thành những phần đơn giản, sau khi dập sẽ ghép lại. Tổ hợp, ghép chi tiết đơn giản lại với nhau, sau khi dập sẽ cắt rời từng phôi.Chọn phôi dập chính xác, ép nghiền, ép tinh…sẽ làm giảm lượng dư gia công.Xác định mặt phân khuônMặt phân khuôn cho phép dễ đặt phôi vào lòng khuôn, dễ lấy vật dập ra sau khi dập. Mặt phân khuôn của vật dập thể tích phụ thuộc vào hình dạng, kết cấu của vật dập và ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình công nghệ.Với trục bậc:Chọn mặt phân khuôn là mặt phẳng.Đặt mặt phân khuôn vào bề mặt có tiết diện lớn nhất là bề mặt tại F = 360 cm2 4.4. Thành Lập Bản Vẻ Vật DậpXác định lượng dư gia công cơlượng dư phải có trên tất cả các bề mặt cần gia công. Lượng dư gia công phụ thuộc vào kích thước, khối lượng, tính chất vật liệu, độ chính xác của chi tiết và loại thiết bị sử dụng.Lượng dư gia công theo đường kính D:δ_D = 0,06D + 0,0017L + 2,8 = 0,06.100 + 0,0017.400 + 2.8 = 9,48 (mm)Lượng dư gia công theo chiều dai L:δ_L = 0,06D + 0,002L + 1 = 0,06.100 + 0,002.400 + 1 = 7.8 (mm)Xác định lượng dư kỹ thuậtLượng dư kỹ thuật thêm vào để đơn giản kết cấu công nghệ.Xác định kích thước danh nghĩa vật dậpKích thước danh nghĩa của vật rèn được xác định theo công thức:D = d + δ => d = D – δ = 100 – 9,48 = 90,52 (mm)Xác định dung saiDung sai theo chiều cao: ES = (0,7 – 1) δ = (6,64 – 9,48)EL = (0,4 – 0,6) δ = (3,12 – 4,68) Xác định độ nghiêng thành khuônĐộ nghiêng dốc thành khuôn phụ thuộc vào những yếu tố:Loại khuôn: khuôn có chốt đẩy giảm độ dốc, độ dốc của khuôn trên cần lớn hơn độ dốc của khuôn dưới.Độ sâu tương đối: chiều sâu càng lớn thì độ dốc càng giảmĐộ dốc thành trong lớn hơn độ dốc thành ngoàiNhiệt độ kết thúc càng cao, độ dốc càng lớnCăn cứ vào các yếu tố trên, ta chọn độ nghiêng thành khuôn là 500Xác định bán kính góc lượn của thành khuônBán kính góc lượn để kim loại dể di động trong khuôn, tránh nứt, gấp nếp, tăng độ bền, tuổi thọ lòng khuôn..Chọn bán kính thành trong r = 2, bán kính thành ngoài là R = 2,5r + 0,5 = 5,5Xác định rãnh ba viaChiều cao khe ba via: F : diện tích hình chiếu vật dập trên mặt phân khuân.F = 100.80.2+200.100 = 36000 mm2h = 2,85 mmThể tích ba via: V = ∅.S.L+ Trong đó: hệ số điền đầy ( = 0,3 – 0,7)+ S diện tích tiết diện ngang rãnh bavia+ L chu vi theo trọng tâm tiết diện ngang rãnh bavia4.5. Xác Định Khối Lượng Và Kích Thước Phôi Trước Khi DậpXác định khối lượng vật dậpXác định khối lượng phôi trước khi dậpXác định kích thước phôi trước khi dập4.6. Xác Định Khối Lượng Phần Rơi Của Máy Búa Và Chọn MáyKhối lượng phần rơi trên máy búa được xác định theo công thức:m= 4.Fmax = 4.Fvật dập + bavia4.7. Núng Nóng PhôiXác định khoảng nhiệt độ gia côngXác định bằng công thức nghiệm Nhiệt độ bắt đầu gia công (T0 max) là nhiệt độ cao nhất bắt đầu gia công, nếu gia công ở nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ này, tính dẻo giảm đột ngột sẽ say ra nhiều khuyết tật (lỏng, chảy, quá nhiệt, oxi hóa…)T0 max = Tduc – (1500 ÷ 200) 0C Nhiệt độ kết thúc gia công: T0 min = TAm + (400 ÷ 500) 0C Xác định khoảng nhiệt độ bằng giản đồ Fe –CỞ khoảng nhiệt độ gia công tại vùng biên, phần lớn tổ chức của thép là một pha đồng nhất có độ dẻo caoKhoảng nhiệt độ gia công thép được xác định theo đồ thị thực nghiệm Dùng màu để xác định nhiệt độ gia công theo kinh nghiệm Khi thép bị chảy hoặc cháy sẽ có hoa lửaKhi thép quá nhiệt sẽ có màu vàng chóiKhi đạt nhiệt độ gia công sẽ có màu vàng rơmKhi chuyển sang màu tím cần kết thúc gia côngXác định thời gian nungTnung =α.β.k.D (h)α = 2, hệ số xếp phôiβ = 1, hệ số kích thướck = 12,5, hệ số vật liệu thép C45D _ đường kính của phôi (m), có Dtb = 90 (mm) = 0.09 (m)=> Tnung = 2.25 (h)Xác định thời gian giữ nhiệt Là thời gian đồng đều về nhiệt độ từ trong ra ngoài và chuyển hoàn toàn thành pha đồng nhiệt. Được xác định theo công thức:Tgn = (20 – 30)% Tnung = (0.45 – 0.67) (h)Xác định tốc độ nung cho phépTốc độ nung cho phép là tốc độ nung chậm đến khi đạt 8000 0C để tránh nứt nẻ và biến dạngVcp = λ.ρ.β.E+ λ hệ số dẫn nhiệt + ρ bán kính phôi+ E modul đàn hồi+ β hệ số giãn nở dàiTốc độ nung kỹ thuật: ở nhiệt độ cao từ 8000 0C đến tbđgc cần nung với tốc độ nhanh để tránh oxi hóa và thoát cacbon.4.8. Kết LuậnGia công kim loại bằng áp lực là một phương pháp gia công rất phổ biến hiện nay. Gia công áp lực đã phát triển đến mức độ hiện đại cả về thiết bị gia công, phương pháp kỹ năng gia công đã sử dụng máy ép thủy lực mấy chục vạn tấn, các máy búa ít chấn động, máy búa không bệ đe, sử dugnj dấy chuyền tự động hóa. BÀI TẬP LỚN : CHẾ TẠO PHÔI I Bài 1: Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Chất Lượng Vật Đúc – Ảnh hưởng nhiệt độ rót Nhiệt độ rót cao tính chảy lỗng tăng tính hòa tan khí tăng Do muốn tăng nhiệt độ rót phải khử hết khí trước nấu đúc chân không – Ảnh hưởng chất trợ dung Những nguyên tố chủ yếu thành phần vật liệu nấu hầu hết chuyển vào vật đúc Song qúa trình nấu có hình thành tạp chất phi kim dạng xỉ, trạng thái phân tán kim loại lỏng mà không làm thay đổi thành phần hoá học kim loại lỏng Khi rót kim loại lỏng vào khn, xỉ theo vào nằm lẫn vật đúc làm thay đổi cơ, lý, hố tính vật đúc nhiều Vì nấu luyện phải tuân thủ quy trình kỹ thuật để khử tạp chất có hại khử khí – Hợp kim đúc Vật liệu khác tính chất nên chất lượng vật đúc khác Dựa vào tính đúc vật liệu mà chọn biện pháp công nghệ hợp lý – Loại khuôn Khuôn cát dẫn nhiệt nên kim loại nguội chậm tạo hạt lớn Bề mặt xù xì dính cát nên chất lượng bề mặt vật đúc Khuôn kim loại dẫn nhiệt tốt nên tổ chức vật đúc nhỏ, tăng tính Bề mặt nhẵn bóng nên đảm bảo chất lượng bề mặt vật đúc Nhưng nguội nhanh nên dễ bị nứt nẻ, vỏ bị cứng – Phương pháp làm khuôn Khuôn cát làm tay nên chất lượng vật đúc khuôn làm kim máy – Công nghệ đúc Công nghệ hợp lý giảm khuyết tật Các công nghệ gồm:    Công nghệ nấu chảy hợp kim (nhiệt độ, thành phần, khử tạp chất, …) Công nghệ chế tạo khuôn lõi (tay, máy, sấy khn,…) Cơng nghệ rót (rót có rung lắc, tác động học,…) II Bài 2: Tính toán thiết kế dập khối phôi trục bậc máy búa Phân Tích Kết Cấu Yêu Cầu Kĩ Thuật – Chi tiết dạng trục, đối xứng – Chiều dài toàn 400mm, đường kính phần lớn 100, đường kính phần nhỏ 80 – Yêu cầu độ cứng 45 HRC Để đạt độ cứng ta tiến hành nhiệt luyện – Đảm bảo dung sai chiều đoạn bậc trục Độ nhám cổ trục đạt điều kiện kỹ thuật Phân Tích Tính Cơng Nghệ Trong Kết Cấu Của Sản Phẩm – Chi tiết chiều dài lớn 400mm đường kính nhỏ 80 tiết có độ cứng vững khơng cao Khi gia công ta tiến hành dùng chống tâm hai đầu – Chi tiết có dạng trục bậc (Bậc lớn giữa, bậc nhỏ bên) nhằm đảm bảo điều kiện lắp ghép đồng thời phù hợp với điều kiện phân bố tải trọng dọc trục để giảm tối đa đường kính trục đảm bảo điều kiện bền làm việc tin cậy.Tuy nhiên kết cấu trục trục bậc gây tập trung ứng suất làm giảm độ bền chi tiết Để làm giảm tập trung ứng suất ta làm rãnh thoát dao góc lượn chuyển tiếp – Các rãnh dao chi tiết để bảo vệ đá mài không bị mẻ gia công mài trục – Các mặt đầu mặt bên có ba via, cạnh sắc khơng làm rãnh tròn mà thay mặt vát( 2×45⁰) gia cơng thuận tiện hơn, kinh tế so với làm rãnh tròn ( Vì phải có dao định hình ) Đồng thời hình dáng, kích thước mặt vát hoàn toàn giống để thuận tiện q trình gia cơng, giảm số lượng dao, tăng hiệu kinh tế Vật Liệu Và Phôi Dùng Để Chế Tạo Các Chi Tiết Dạng Trục – Việc chọn phơi để chế tạo trục phụ thuộc vào hình dáng kết cấu sản lượng loại trục Trong sản xuất nhỏ đơn chiếc, phôi trục chế tạo cách rèn tự khuôn đơn giản, đơi dùng phơi cán nóng – – Trong sản xuất hàng loạt lớn hàng khối phôi trục chế tạo dập nóng máy dập ép máy ép, với trục bậc rèn máy rèn ngang chế tạo phương pháp đúc Vật liệu để chế tạo chi tiết dạng trục bao gồm thép Cacbon ví dụ thép C35,C40,C45, thép hợp kim…có thể chế tạo ch i tiết trục cán trục khuỷu bằnggang có độ bền cao  Ta chọn thép C45 làm vật liệu chế tạo chi tiết Xét đến độ cứng vững trục gia công trường hợp gia công không đồng thời nhiều dao tỉ số L/D ≤ 10 Việc chọn phơi đóng vai trò quan trọng q trình gia cơng tiếp theo, chọn phơi hợp lý khơng đaem bảo tính kỹ thuật cho xuất chất lượng cao giá thành SP phù hợp Để chế tạo phôi, trước tiên cần chọn phôi dựa yếu tố sau: – Vật liệu tính vật liệu mà chi tiết phải tuân theo yêu cầu thiết kế – Kích thước, hình dáng kết cấu chi tiết – Số lượng chi tiết thuộc loại dạng sản xuất – Cơ sở vật chất kỹ thuật cụ thể nơi sản xuất phôi Từ yếu tố trên, để gia công chi tiết trục bậc, vật liệu thép C45 làm việc với chế độ tỉ trọng kéo, uốn, nén, xoắn tốt tổ chức kim loại dạng thớ Ta lựa chọn phương án sau: 3.1 Phôi đúc Công nghệ đúc công nghệ chế tạo sản phẩm phương pháp rót vật liệu dạng chảy lỏng vào khuôn để tạo sản phẩm có hình dạng theo khn mẫu Đa phần công nghệ đúc thực với vật liệu kim loại Ưu điểm:  Có thể đúc tất KL HK khác  Đúc vật có khối lượng tù nhỏ đến lớn, lớn, tạo vật có hình dạng kết cấu phức tạp Nhược điểm:  Tổ chức KL không tạo khuyết tật lỗ dỗ khí, dỗ sỉ, khơng điền đầy lòng khn, vật đúc bị nứt không tốt với điều kiện làm việc nặng nề  Giá thành cao  Phương án không phù hợp 3.2 Phôi cán Dùng áp lực để gia công kim loại cách đặt vật liệu trục quay máy cán để làm giảm kích thước mặt cắt ngang thỏi cán tạo cho hình dáng định 3.3 Ưu điểm: Tính dẻo KL cao nên dễ biến dạng, xuất cao  Nhược điểm: chất lượng bề mặt tồn vảnh sắt mặt phôi nung  Phương án phôi cán không phù hợp 3.4 Phôi Rèn a Rèn tự Ưu điểm:  Độ xác tính cao, tiết kiệm thời gian vật liệu  Dụng cụ gia công đơn giản, rẻ tiền Nhước điểm:  Khơng chế tạo SP có hình dạng kích thước phức tạp, kích thước lớn  Khơng chế tạo SP có tính dẻo  Chỉ phù hợp với dạng SX nhỏ đơn  Phương án rèn tự không phù hợp b Rèn khuôn Là phương pháp gia công KL áp lực, KL biến dạng lòng khn, phương án cho xuất cao Tổ chức KL có tính cao, độ xác độ bóng bề mặt cao Lượng du gia cơng nhỏ, tiết kiệm nguyên liệu.Phương pháp dập thể tích máy búa Ưu điểm:  Sử dụng máy đơn giản thông dụng  Gia công chi tiết nhỏ, phức tạp  Cơ tính bề mặt dập đạt độ xác cao  Thích hợp cho dạng sản xuất hàng loạt Nhược điểm:  Do dập máy búa nên lực dập lớn tần xuất cao, đòi hỏi chế tạo khuân phức tạp  Từ phân tích ưu điểm, nhược điểm phương pháp chế tạo phôi, ta chọn phương án phù hợp để gia cơng chi tiết trục bậc phương án dập thể tích máy búa  Tính Tốn Thiết Kế Dập Khối Phơi Trục Bậc Trên Máy Búa 4.1 Bản Vẽ Chi Tiết Trục Bậc V1 V2 V3 Thể tích vật thể: V = V1 + V2 + V3 = = 820 π () Khối lượng vật thể: m = V*d Trong đó: d khối lượng riêng thép C45 =7850 kg/m3  a) m = 820 π * 7850 = 20 (kg) 4.2 Lựa Chọn Lòng Khuôn Dập khuôn hở – Nếu dập sơ đồ gặp phải khó khăn: Việc lấy vật dập khỏi lòng khn gặp nhiều khó khăn lặc ma sát vật dập thành khn lớn Kh kích thước phơi khơng xác thu vật dập kích thước: Vph > Vkh kim loại thừa làm cho vật dập cao chiều cao lòng khn lượng chiều dày lớp bavia; Vph < Vkh số vùng đó, kim loại khơng điền đầy lòng khn ta thấy kích thước vật dập bị hụt Dể khắc phục tượng kể ta làm khn dập có góc nghiêng thành lòng khn Khi dập khn hở sẽ có những đặc điểm như: Khối lượng phơi khơng cần xác kích thước vật dập khơng giống khối lượng phơi lớn theo yêu cầu lượng kim loại thừa chảy hết theo rãnh biên Chiều chảy kim loại khỏi lòng khn vào rãnh biên vng góc với chiều lực tác dung Chiều dày vành biên giảm dần lực dập tăng Thớ kim loại nơi cắt vành biên khơng liên tục Khối lượng kim loại lòng khn giảm dần q trình tăng lực có lượng kim loại chảy khỏi khn qua rãnh biên b) Dập khn kín Khi dập khn kín sẽ có những đặc điểm sau: - - Thể tích phơi khơng thay đổi nhiều khơng có rãnh biên nên kích thước vật dập không Một phần nhỏ kim loại chảy vào khe hở tạo thành ba via, chiều chảy ba via với hướng lực tác dụng, chiều dày lớp ba via không đổi suốt trình dập Thớ kim loại vật dập khơng bị đứt đoạn dập khn hở khơng phải cắt biên Căn vào đặc điểm hai loại lòng khn, ta chọn dập lòng khn kín cho sản phẩm chất lượng tốt, hệ số sử dụng vật liệu cao so với dập khuôn hở 4.3 Xác Định Kết Cấu, Chọn Phôi Hợp Lý Và Xác Định Mặt Phân Khuôn a) Xác định kết cấu, chọn phôi hợp lý Việc chọn phôi đóng vai trò quan trọng q trình gia công Nếu chọn phôi hợp lý, đảm bảo tốt tính kỹ thuật mà ảnh hưởng tích cực đến suất chất lượng giá thành sản phẩm, giảm q trình gia cơng, giảm chi phí gia cơng Căn cào yếu tố để chọn phơi: + Vật liệu tính cật liệu mà chi tiết phải có theo yêu cầu thiết kế + Kích thước, hình dáng kết cấu chi tiết + Số lượng chi tiết năm loại dạng sản xuất + Cơ sở vật chất kỹ thuật cụ thể nơi sản xuất phôi Với chi tiết gia công trục bậc, vật liệu thép C45 với chi tiết trục bậc làm việc với chế độ tỉ trọng uốn, kéo, nén loại dạng thớ với kết cấu không phức tạp, dạng sản xuất chi tiết ta chế tạo phương pháp sau: * Phôi đúc: Đặc điểm: phơi đúc có tính đạt khơng cao phơi rèn, tổ chức kim loại không đồng không tốt với điều kiện làm việc nặng nề, khả chịu lực phức tạp chi tiết như: uốn, soắn, kéo, nén giá thành chi tiết cao Do phương án không phù hợp * Phôi rèn: Phơi rèn có tính tốt phơi đúc đảm bảo điều kiện bền chịu lực phức tạp tơt chức kim loại dạng thớ nơi có tiết diện thay đổi đột ngột So sánh phôi rèn phôi đúc ta thấy nên chon phôi rèn để tạo phôi chọn phương án sau: − Phương án I: rèn tự Là phương pháp gia công áp lực kim loại biến dạng khơng gian tự Ưu điểm: phương pháp chế tạo vật rèn có kích thươc nhỏ đến lớn, từ đơn giản đến phức tạp dụng cụ gia công đơn giản, rẻ tiền + Nhược điểm: độ xác gia cơng khơng cao, lượng dư để lại cho gia công thường lớn Tổ chức kim loại bề mặt bị chai cứng, quy mô sản xuất nhỏ, sản lượng không cao nên phù hợp với dạng sản xuất nhỏ đơn − Phương án II: rèn khuôn Là phương pháp gia công kim loại áp lực, kim loại biến dạng lòng khn Phương án cho suất cao, tổ chức kim loại có tính cao, độ xác độ bóng bề mặt cao Tiết kiệm nguyên liệu, lượng dư gia công nhỏ => Ta sử dụng phương pháp dập thể tích máy búa phải vào cách sau để xác định: − Phơi dập thể tích máy búa phơi cán hay phơi định hình Để tận dụng chọn phơi thép cán định hình, có hình dạng kích thước gần giống kích thước vật dập − Phân nhóm chi tiết có hình dạng, kích thước gần giống nhau: bánh răng, biên bạc, trục, trục bậc…phân chi tiết phức tạp thành phần đơn giản, sau dập ghép lại Tổ hợp, ghép chi tiết đơn giản lại với nhau, sau dập cắt rời phơi − Chọn phơi dập xác, ép nghiền, ép tinh làm giảm lượng dư gia công b) Xác định mặt phân khuôn Mặt phân khuôn cho phép dễ đặt phơi vào lòng khn, dễ lấy vật dập sau dập Mặt phân khuôn vật dập thể tích phụ thuộc vào hình dạng, kết cấu vật dập ảnh hưởng trực tiếp đến trình cơng nghệ Với trục bậc: − Chọn mặt phân khuôn mặt phẳng − Đặt mặt phân khuôn vào bề mặt có tiết diện lớn bề mặt F = 360 cm2 4.4 Thành Lập Bản Vẻ Vật Dập a) Xác định lượng dư gia công lượng dư phải có tất bề mặt cần gia công Lượng dư gia công phụ thuộc vào kích thước, khối lượng, tính chất vật liệu, độ xác chi tiết loại thiết bị sử dụng a) Lượng dư gia cơng theo đường kính D: = 0,06D + 0,0017L + 2,8 = 0,06.100 + 0,0017.400 + 2.8 = 9,48 (mm) b) Lượng dư gia công theo chiều dai L: = 0,06D + 0,002L + = 0,06.100 + 0,002.400 + = 7.8 (mm) b) Xác định lượng dư kỹ thuật Lượng dư kỹ thuật thêm vào để đơn giản kết cấu công nghệ + Xác định kích thước danh nghĩa vật dập c) Kích thước danh nghĩa vật rèn xác định theo công thức: D = d + => d = D – = 100 – 9,48 = 90,52 (mm) d) Xác định dung sai Dung sai theo chiều cao: + ES = (0,7 – 1) = (6,64 – 9,48) + EL = (0,4 – 0,6) = (3,12 – 4,68) e) Xác định độ nghiêng thành khuôn d) Độ nghiêng dốc thành khuôn phụ thuộc vào yếu tố: + Loại khuôn: khuôn có chốt đẩy giảm độ dốc, độ dốc khn cần lớn độ dốc khuôn + Độ sâu tương đối: chiều sâu lớn độ dốc giảm + Độ dốc thành lớn độ dốc thành + Nhiệt độ kết thúc cao, độ dốc lớn Căn vào yếu tố trên, ta chọn độ nghiêng thành khuôn 500 f) Xác định bán kính góc lượn thành khn Bán kính góc lượn để kim loại dể di động khuôn, tránh nứt, gấp nếp, tăng độ bền, tuổi thọ lòng khn Chọn bán kính thành r = 2, bán kính thành ngồi R = 2,5r + 0,5 = 5,5 g) Xác định rãnh ba via h = 0, 015 Fvat dap e) Chiều cao khe ba via: F : diện tích hình chiếu vật dập mặt phân khuân c) F = 100.80.2+200.100 = 36000 mm2 h = 2,85 mm f) Thể tích ba via: V = S.L  ϕ ϕ + Trong đó: hệ số điền đầy ( = 0,3 – 0,7) + S diện tích tiết diện ngang rãnh bavia + L chu vi theo trọng tâm tiết diện ngang rãnh bavia 4.5 Xác Định Khối Lượng Và Kích Thước Phơi Trước Khi Dập a) Xác định khối lượng vật dập b) Xác định khối lượng phơi trước dập c) Xác định kích thước phôi trước dập 4.6 Xác Định Khối Lượng Phần Rơi Của Máy Búa Và Chọn Máy Khối lượng phần rơi máy búa xác định theo công thức: m= 4.Fmax = 4.Fvật dập + bavia 4.7 Núng Nóng Phơi a) Xác định khoảng nhiệt độ gia cơng Xác định công thức nghiệm – Nhiệt độ bắt đầu gia công (T max) nhiệt độ cao bắt đầu gia công, gia công nhiệt độ lớn nhiệt độ này, tính dẻo giảm đột ngột say nhiều khuyết tật (lỏng, chảy, nhiệt, oxi hóa ) T0 max = Tduc – (1500 ÷ 200) 0C – Nhiệt độ kết thúc gia công: T0 = TAm + (400 ÷ 500) 0C – Xác định khoảng nhiệt độ giản đồ Fe –C + Ở khoảng nhiệt độ gia công vùng biên, phần lớn tổ chức thép pha đồng có độ dẻo cao + Khoảng nhiệt độ gia công thép xác định theo đồ thị thực nghiệm – Dùng màu để xác định nhiệt độ gia công theo kinh nghiệm + Khi thép bị chảy cháy có hoa lửa + Khi thép nhiệt có màu vàng chói + Khi đạt nhiệt độ gia cơng có màu vàng rơm + Khi chuyển sang màu tím cần kết thúc gia cơng b) Xác định thời gian nung Tnung =α.β.k.D (h) + α = 2, hệ số xếp phôi + β = 1, hệ số kích thước + k = 12,5, hệ số vật liệu thép C45 + D _ đường kính phơi (m), có Dtb = 90 (mm) = 0.09 (m) => Tnung = 2.25 (h) c) Xác định thời gian giữ nhiệt Là thời gian đồng nhiệt độ từ chuyển hoàn toàn thành pha đồng nhiệt Được xác định theo công thức: Tgn = (20 – 30)% Tnung = (0.45 – 0.67) (h) d) Xác định tốc độ nung cho phép Tốc độ nung cho phép tốc độ nung chậm đến đạt 8000 0C để tránh nứt nẻ biến dạng Vcp = λ.ρ.β.E + λ hệ số dẫn nhiệt + ρ bán kính phôi + E modul đàn hồi + β hệ số giãn nở dài Tốc độ nung kỹ thuật: nhiệt độ cao từ 8000 0C đến tbđgc cần nung với tốc độ nhanh để tránh oxi hóa cacbon 4.8 Kết Luận Gia công kim loại áp lực phương pháp gia công phổ biến Gia công áp lực phát triển đến mức độ đại thiết bị gia công, phương pháp kỹ gia công sử dụng máy ép thủy lực chục vạn tấn, máy búa chấn động, máy búa không bệ đe, sử dugnj dấy chuyền tự động hóa … q trình gia cơng, giảm số lượng dao, tăng hiệu kinh tế Vật Liệu Và Phôi Dùng Để Chế Tạo Các Chi Tiết Dạng Trục – Việc chọn phôi để chế tạo trục phụ thuộc vào hình dáng kết cấu sản lượng loại trục. .. chiếc, phôi trục chế tạo cách rèn tự khn đơn giản, đơi dùng phơi cán nóng – – Trong sản xuất hàng loạt lớn hàng khối phôi trục chế tạo dập nóng máy dập ép máy ép, với trục bậc rèn máy rèn ngang chế. .. rèn máy rèn ngang chế tạo phương pháp đúc Vật liệu để chế tạo chi tiết dạng trục bao gồm thép Cacbon ví dụ thép C35,C40,C45, thép hợp kim…có thể chế tạo ch i tiết trục cán trục khuỷu bằnggang

– Xem thêm –

Xem thêm: Bài tập lớn Chế Tạo Phôi Quy trình gia công dạng Trục,

Source: https://vh2.com.vn
Category custom BY HOANGLM with new data process: Chế Tạo