Đề tài Chọn phôi và gia công phôi

ĐH Công nghiệp thành Phố Hồ Chí Minh Môn: Công nghệ chế tạo máy 1 Đề tài: Chọn phôi và gia công phôiGiảng viên: Võ Ngọc Yến Phương**Nhiệm vụ của các thành viên:-Hoàng sơn Lâm: thuyết trình, vật liệu phôi.-Đặng Trung Huy: power point,cơ sở kinh tế.-Nguyễn Tuấn Hoàng: cơ sở kinh tế và kỹ thuật chọn phôi.-Hà Duy Hùng: các loại phôi.-Vũ Quốc Hòa: gia công chuẩn bị phôi.*I. CƠ SỞ KINH TẾ - VÀ KỸ THUẬT CHỌN PHÔI*1. Chọn Vật Liệu Chế Tạo PhôiXuất phát từ yêu cầu kỹ thuật và điều kiện làm việc chủ chi tiết để chọn đúng chủng loại vật liệucó các tính chất cơ tính thích hợpGiá thành phôi thường chiếm 20-50% giá thành sản phẩm Chi phí kim loại được đánh giá bằng hệ số sử dụng vật liệu K:Gct: khối lượng chi tiết hoàn thiện (kg)Gph: khối lượng phôi (kg)2. Chọn Phương Pháp Chế Tạo Phôi*II. VẬT LIỆU PHÔI 1.1 ThépPhân loạiPhân loại theo phương pháp sản xuất- Thép thường (nhóm A, Ƃ,B)- Do quá trình khử oxy trong khi nấu thép thường nên phân biệt thép sôi, thép nửa sôi và thép lặng- Thép tốt (tỉ lệ P và S 10% Phân loại gang theo tổ chức và điều kiện tạo thành graphitGang trắngGang xámGang cầuGang biến trắngGang dẻo*II. VẬT LIỆU PHÔI 1. Vật liệu kim loại1.1. Vật liệu polymePolyme là một hợp chất gồm các phân tử được hình thành do sự lặp lại nhiều lần của một hay nhiều nguyên tử liên kết với nhau với số lượng lớn. Phân loại: Theo nguồn gốc hình thành vật liệu:Polyme thien nhiênPolyme tổng hợp Theo khả năng chịu nhiệt:Polyme nhiệt dẻoPolyme nhiệt rắn Ứng dụng:Các loại ống cuốc sợi trong công nghiệp( ABS)Làm cửa kính cho cac phương tiện ô tô, máy bay,(Acrylic)Bạc lót, bánh rang, đệm chịu hóa chất,(Flocacbon)Bạc lót cho các xe máy, bang tải,(Polyamit)2. Vật liệu phi kim*II. VẬT LIỆU PHÔI 1. Vật liệu kim loại1.1. Vật liệu polyme1.2. Vật liệu compositVật liệu composit là vật liệu nhiều pha khác nhau về thành phần hóa học, không tan vào nhau, phân cách nhau bằng ranh giới pha và được xếp theo ý đồ định trước nhằm phát huy tính ưu việt của từng pha. Phân loại: Dựa vào nền người ta chia làm:Vật liệu composit nền polymerVật liệu composit nền kim loạiVật liệu composit nền gốm(ceramic)Vật liệu composit nền hỗn hợp Dựa vào hình dạng người ta chia làm:- Vật liệu composit cốt hạtVật liệu composit cốt sợi Vật liệu composit cấu trúc lớp, tấm hay tổ ong Ứng dụng:Ống cống dẫn nước thải của các nhà máy (nền polymer)Chế tạo thân máy, thân đồ gá, bàn máy,(nền polymer cốt SiO2 và sỏi Chế tạo bộ phận chuyển động như cách tay robot(polymer cốt oxit nhôm)2. Vật liệu phi kim Ưu điểm:- Đúc được hầu hết các kim loại và hợp kim - Kích thước, hình dạng đơn giản đến phức tạp*III. CÁC LOẠI PHÔI1. Phôi chế tạo bằng phương pháp đúcPhôi đúc dược chế tạo bằng cách rót kim loại lỏng vào khuôn có hình dang, kich thước xác định. Ưu, nhược điểm Nhược điểm:- Rỗ co và lõm co: thường nằm ở nơi kết tinh sau cùng phía trên vật đúc- Khi thiết kế khuôn đúc sao cho phần lõm co này nằm ở đậu ngót và sẽ cắt bỏ đi sau khi đúc.- Rỗ khí: khí hòa tan thóat ra không kịp tạo nên những rỗ khí hay bọt khí - Tiến hành khử khí trước khi đúc: sáy khuôn trước khi đúc hay đúc trong môi trường chân không.- Thiên tích: là sự không đồng nhất về thành phần và cấu trúc của vật đúc cả với hợp kim và kim lọai do tích tụ tạp chất. Cấu tạo tinh thể của vật đúc** Các phương pháp đúc1. Đúc trong khuôn cátHỗn hợp khuôn cát: Sio2; đất sét (chủ yếu là cao lanh), chất kết dính (dầu thực vật, nhựa thông, ximăng, hắc ín, mật mía, bột hồKhuôn làm bằng tay, bằng máyMẫu gỗ, mẫu kim loạiLàm khuôn trong hòm khuôn hay từ nền nhà xưởng** Các bộ phận của vật đúc*Đúc khuôn cát** 2. Đúc li tâmĐặc điểm: Tổ chức kim loại mịn chặt, không tồn tại các khuyết tật rỗ khí, rỗ co. Có thể tạo được các vật đúc gồm nhiều lớp kim loại khác nhau. Tuy nhiên, phương pháp này chỉ thích hợp với vật có dạng tròn xoay, chất lượng bề mặt trong kém. Đúc các chi tiết tròn xoay rỗng mà không cần dùng lõi như đúc các lọai ống hợp kim, secmăng, bạc lótKhông cần dùng hệ thống đậu rót, đậu ngót nên tiết kiệm kim lọai.* Các phương pháp đúc3. Đúc trong khuôn vỏ mỏng* Các phương pháp đúc4. Đúc trong khuôn kim loạiĐặc điểm:Độ chính xác tuyệt vời Chất lượng bề mặt Ra 1 - 2,5 mmĐúc các chi tiết có thành mỏng hơn so với đúc khuôn các và khuôn vỏ mỏng (khoảng 0,75 mm)Làm giảm hoặc loại bỏ các hoạt động gia công thứ cấp. Tốc độ sản xuất nhanh chóng.Khuôn được tái sử dụng nhiều lần (vài chục đến hàng vạn lần).*Đặc điểm:Tổ chức hạt kim lọai mịnChi phí vốn rất cao do tốn kém cho thiết bị và khuônVì vậy đảm bảo tính kinh tế phải đúc số lượng lớn sản phẩmGiới hạn trọng lượng đúc từ 30gram đến 10kg Dùng rộng rãi trong đúc thép, gang đặc biệt là kim loại máu như kẽm, đồng, nhôm, magie, chì thiếc và các hợp kim màuChế tạo các chi tiết như secmăng, xylanh, pittông, van Đúc trong khuôn kim loại** Kết cấu khuôn kim loại** Vật liệu làm khuôn kim loạiVật liệu làm khuôn thường sử dụng gang có tính dẫn nhiệt tốt, chắc chắn và rẻ.Do tính chất của việc đúc thép rất khắc nghiệt, đều kiện làm việc của khuôn thép mang tính chu kỳ: gia nhiệt, làm nguội, tức là giản nở, co ngót nên khuôn đúc dễ bị hỏng bởi nứt hoặc chóc.**Ngoài ra còn có phương pháp đúc liên tục và đúc trong khuôn mẫu chảy đúc chân không, đúc trong khuôn vỏ mỏng. Các phương pháp đúc khác2. Phương pháp gia công áp lực*III. CÁC LOẠI PHÔI1. Phôi chế tạo bằng phương pháp đúcGia công kim loại bằng áp lực là dung ngoại lực tác dụng thông qua các dụng cụ làm cho kim loại bị biến dạng ở trạng thái mạng tinh thể để thu được chi tiết có hình dạng, kích thước theo yêu cầu. Ưu, nhược điểm Ưu điểm:Cơ tính vật liệu được cải thiệnĐộ chính xác về hình dạng, kích thước, chất lượng bề mặt caoRút ngắn được các bước của quá trình công nghệDễ cơ khí hóa và tự động hóa Nhược điểm:Khó chế tạo chi tiết có hình dạng phức tạpKhông áp dụng được với kim loại có tính dẻoTính linh loạt của phương pháp bị hạn chếCác phương pháp gia công áp lựcCán là phương pháp làm biến dạng kim lọai qua khe hở của các trục cán quay ngược chiều nhau tạo nên quá trình cán bằng lực ma sát. Thông thường quá trình cán thép của các nhà máy bao gồm 3 khâu chủ yếu: luyện thép – đúc thỏi – cán. Phôi cán có tiết diện ngang và chiều dài theo tiêu chuẩn ( sổ tay tiêu chuẩn thép cán). Độ chính xác, chất lượng bề mặt và thành phần hóa học phôi cán ổn định hơn so với phôi đúc. Thường dùng để gia công các chi tiết dạng trục, bánh răng *1. Phương pháp cán Phương pháp cán**Các phương pháp gia công áp lực*Rèn là phương pháp làm biến dạng kim loại ở trạng thái nóng. Phôi rèn có cơ lý tính tốt hơn hẳn so với phôi đúc. 2. Phôi rèn tự do3. Phương pháp dập nguộiDập nguội là phương pháp gia công áp lực làm biến dạng kim lọai ở trạng thái nguội. Theo tính chất biến dạng, dập nguội được chia làm các hình thức: Dập cắtDập uốnDập vuốtDập tạo hìnhDập thể tích 4. Phương pháp dập nóngPhôi dập nóng có độ chính xác về hình dạng, kích thước và chất lượng bề mặt cũng như là cơ tính cao. Hệ số sử dụng vật liệu cao hơn so với phương pháp rèn tự do.Tuy nhiên cần phải có máy dập, máy ép có công suất cao, chi phí đầu tư ban đầu lớn. Do vậy chỉ thích hợp cho sản xuất hàng loạt và hàng khối.*2. Phương pháp gia công áp lựcIII. CÁC LOẠI PHÔI1. Phôi chế tạo bằng phương pháp đúc3. Phương pháp hànPhôi hàn được chế tạo từ thép cán dạng tấm hay dạng thép hình liên kết lại với nhau bằng mối hàn. Sử dụng cho các chi tiết dạng hộp như khung sàn, bệ máy giá thành rẻ so với phôi đúc tuy nhiên chất lượng phôi phụ thuộc vào chất lượng mối hàn, khả năng chịu tải trọng thấp hơn so với phôi đúc.IV. GIA CÔNG CHUẨN BỊ PHÔI*1. Cắt bavia, đậu rót, đậu ngótDụng cụ đẽo bavia sử dụng  đối với kím loại tấm, ống, hợp kim, đúc các bộ phận chi tiết, phụ tùng ô tô, phụ tùng gia công và các sản phẩm khác  Bavia của phôi dập thể tích thường được cắt ngay trên khuôn. Tùy thuộc vào kích thước phôi, đậu ngót, đậu rót của vật đúc có thể được cắt bằng ngọt lửa hàn hoặc dung búa tay.2. Làm sạch phôiLàm sạch phôi lá loại bỏ cát và cháy cát dính bám trên bề mặt phôi đúc hoặc các vải ôxit trên bề mặt phôi rèn để hạn chế mòn dao trong lần cắt gọt đầu tiên tiếp theo. 3. Cắt phôiKhi sử dụng thép cán dạng thanh có tiết diện tròn, vuông hay thép hình có thể cắt phôi trên máy cưa tay, cưa cần, cưa dĩa, cưa đai.Cắt đứt bằng máy tiện kết hợp với vạt mặt khoan tâm.Cắt phôi trên máy chuyên dùng cho năng suất rất cao nhưng tiết diện không chính xác. Thường sử dụng trong sản xuất hàng lọat, hàng khối khi cắt các loại thép tròn, vuông, thép hình, thép dạng tấm. Ví dụ như máy cắt tole có thể cắt chiều dài 12m, chiều dày 30mm*IV. GIA CÔNG CHUẨN BỊ PHÔI1. Cắt bavia, đậu rót, đậu ngót2. Làm sạch phôiCắt bằng hỗn hợp khí oxy và axetylen C2H2 ( cắt gió đá ) thông thường cắt phôi dạng tấm theo hình dạng phức tạp. Chất lượng bề mặt cắt kém thường phải gia công lại ( mài, dập )Cắt bằng tia lửa điện ( máy cắt dây đồng, máy cắt dây molip đen ) cho độ chính xác và chất lượng bề mặt chi tiết cao ( Ra=0,2 mm ) nhưng năng xuất thấp. Dùng để cắt vật liệu cứng như thép hợp kim đã qua gia công áp lực trong ngành chế tạo khuôn mẫu.* 3. Cắt phôiIV. GIA CÔNG CHUẨN BỊ PHÔI1. Cắt bavia, đậu rót, đậu ngót2. Làm sạch phôi4. Ủ phôiDo quá trình làm nguội nhanh vì vậy lớp bề mặt của phôi đúc thường có độ cứng 450 – 600 HB, các loại phôi gia công áp lực do xuất hiện hiện tượng biến cứng đồng thời với quá trình biến dạng dẻo, làm cho tính dẻo của vật liệu giảm, độ cứng bề mặt tăng. Các loại phôi này cần được ủ để phục hồi tính dẻo và giảm độ cứng trước khi gia công cắt gọtChế độ ủ phụ thuộc vào vật liệu, hình dạng kích thước của phôi.*Sơ đồ ủ 3. Cắt phôiIV. GIA CÔNG CHUẨN BỊ PHÔI1. Cắt bavia, đậu rót, đậu ngót2. Làm sạch phôi4. Ủ phôiNắn thẳng phôiNắn thủ công bằng búa và đeNắn trên máy épNắm trên máy chuyên dungNắn trên máy cán ren phẳng** 3. Cắt phôiIV. GIA CÔNG CHUẨN BỊ PHÔI1. Cắt bavia, đậu rót, đậu ngót2. Làm sạch phôi4. Ủ phôi5. Nắn phôiNắn thẳng phôi +Nắn thẳng trên hai khối V* +Nắn thẳng trên 2 mũi tâmNắn trên máy chuyên dùngNắn trục dài đường kính lớn (25 ÷150mm)Năng suất caoKích thước máy lớn nên chỉ dùng trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối**Nắn trên máy cán renThay bàn ren bằng bàn phẳngNắn chi tiết ngắnNăng suất rất caoĐạt độ chính xác đến 0.05-0.15µm với mỗi mm đường kính trên 1m chiều dài** 3. Cắt phôiIV. GIA CÔNG CHUẨN BỊ PHÔI1. Cắt bavia, đậu rót, đậu ngót2. Làm sạch phôi4. Ủ phôi5. Nắn phôi6. Gia công pháGia công phá nhằm bóc đi lớp mặt ngoài quá xấu do nguyên công tạo phôi để lại hoặc để giảm đi sự sai lệch quá lớn của phôi nhằm tang độ chính xác cho gia công.7. Gia công lỗ tâmSản xuất đơn chiếc: khoan tâm trên máy tiện kết hợp vạt mặt đầu, trên máy khoan bằng mũi khoan tâm chuyên dùngSản xuất hàng loạt và hàng khối: thực hiện trên máy chuyên dùngGia công lỗ tâmSản xuất hàng loạt và hàng khối: thực hiện trên máy chuyên dùng**Cám ơn cô và các bạn đã chú ý lắng nghe!*