Đồ án tốt nghiệp Thiết kế công nghệ -Răng gầu xúc MỤC LỤC Số mục Nội dung Trang I.1 I.2 II.1 II.2 II.3 II.3.1 II.3.2 II.3.3 Lời nói đầu Lời cảm ơn Phần một TÌNH HÌNH SẢN XUẤT TẠI TRUNG TÂM ĐÚC VIỆN CÔNG NGHỆ Sơ đồ làm việc của trung tõm Sơ đồ mặt bằng trung tõm Phần hai CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐỂ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ Giới thiệu chi tiết răng gầu xúc Khái quát về thép làm Răng gầu xúc Cơ sở thiết kế công nghệ đúc Cơ sở thiết kế chung Cơ sở thiết kế khuôn Cơ sở nấu luyện 3 6 7 8 9 9 12 12 15 34 1 Lê Đình Duy Vũ Thành Kiên Nguyễn Đình Đạo Nguyễn Thanh Hiếu Đồ án tốt nghiệp Thiết kế công nghệ -Răng gầu xúc III.1 III.2 III.3 III.3.1 III.3.2 III.4 III.4.1 III.4.2 III.4.3 III.4.4 III.5 III.5.1 III.5.2 Phần ba THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ CHO CHI TIẾT ĐÚC RĂNGN GẦU XÚC Phân tích vật đúc Xác định phương pháp đúc Phương án công nghệ Xác định mặt phõn khuôn Qui trình công nghệ Quá trình nấu luyện Thiết bị nấu Trình tự thao tác nạp liệu Nồi rót và rút khuụn Nấu mỏc thộp Mn 13Đ Kiểm tra và làm sạch Vật đúc và dỡ khuụn Chế độ nhiệt luyện cho vật đúc Tài liệutham khảo 39 41 41 41 42 53 53 54 56 57 60 60 61 63 2 Lê Đình Duy Vũ Thành Kiên Nguyễn Đình Đạo Nguyễn Thanh Hiếu Đồ án tốt nghiệp Thiết kế công nghệ -Răng gầu xúc Bộ Giáo Dục Và Đào Tạo Cộng Hoà Xã Hội Chủ Nghió Việt Nam Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Độc Lập -Tự Do -Hạnh Phúc NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Nhúm sinh viên : Lê Đình Duy Nguyễn Đình Đạo Vũ Thành KiêN Nguyễn Thành Hiếu Lớp : CNVL4 Khoa : Khoa Học Và Công Nghệ Vật Liệu Nhiệm vụ : Xõy dựng và triển khai quy trình sản xuất đúc một chi tiết cụ thể tại : Trung Tõm Đúc-Viện Công Nghệ-Tổng Công Ty Máy Động Lực Và Máy Nông Nghiệp-Bộ Công Nghiệp . Các số liệu ban đàu : -Đối tương :Răng Gầu Xúc - Mắt Thép Mn13Đ. -Nguyên liệu và trang thiết bị : Theo điều kiện thực tế sản xuất tại Trung Tõm Đúc-Viện Công Nghệ-Tổng Công Ty Máy Động Lực Và Máy Nông Nghiệp-Bộ Công Nghiệp . Nội dung các phần : *Lý thuyết : -Giới Thiệu các phương pháp Đúc -Vật liệu và Công Nghệ khuôn cát -Hợp kim Đúc và Công Nghệ nấu luyện -Kiếm tra, đánh giá sản phẩm Đúc -Các dạng khuyết tật thường gặp *Thực nghiệm : -Theo quy trình sản xuất đã xõy dựng Các bản vẽ và đồ thị : Theo yêu cầu thực tế Cán bộ hướng dẫn : -Cho điểm và đánh giá :TS Đào Hồng Bách -Hướng dẫn thực nghiệm : Cô Trần Thị Thanh Mai Ngày giao nhiện vụ : Ngày hoàn thành nhiệm vụ : 3 Lê Đình Duy Vũ Thành Kiên Nguyễn Đình Đạo Nguyễn Thanh Hiếu Đồ án tốt nghiệp Thiết kế công nghệ -Răng gầu xúc LỜI NÓI ĐẦU Ngành đúc là một ngành sản xuất chế tạo phôi cho hầu hết các ngành công nghiệp trong thời đại ngày nay: từ một ngành truyền thống, ngành đúc đang trở thành một ngành công nghệ vật liệu chủ chốt, một ngành công nghiệp hiện đại bao hàm tính khoa học và tính thực tiễn rất cao. Ngành đúc đã tiếp thu được những thành tựu mới nhất của khoa học và công nghệ vật liệu, áp dụng hiệu quả các ưu việt của các lĩnh vực toán tin học, tự động hóa cũng như các lĩnh vực vật lý, hóa học và cơ học để tạo ra các vật phẩm, phôi có chất lượng cao về mặt hợp kim đúc, lẫn công nghệ tạo hình nhằm đảm bảo cơ - lý tính cũng như các tính năng làm việc cao, có độ chính xác về hình dạng và kích thước, Ýt phải gia công cơ khí, có hiệu quả kỹ thuật và kinh tế cao và đáp ứng các yêu cầu về cung cấp phôi cũng như vật phẩm cho các ngành công nghiệp. Hợp kim đúc là phần quan trọng cấu thành sản phẩm đúc. Chất lượng hợp kim là yếu tố quyết định chất lượng sản phẩm. Đối với hợp kim đúc gang – bao gồm gang xám grafit tấm, gang cầu, gang dẻo, ngoài ra còn có gang trắng và gang biến trắng. Tính chất nổi trội của gang là có tính chất chịu va đập, chịu nhiệt cao, chịu mài mòn tốt trong điều kiện không được bôi trơn đầy đủ, có cơ tính thỏa mãn và đặc biệt có tính đúc và hiệu quả kinh tế cao. Nhưng ngày nay trên thế giới ở các nước phát triển và đang phát triển đang có xu thế phát triển các loại hợp kim chất lượng cao, hiệu quả kinh tế lớn để thay thế các hợp kim đúc chất lượng thấp hoặc hiệu quả kinh tế không 4 Lê Đình Duy Vũ Thành Kiên Nguyễn Đình Đạo Nguyễn Thanh Hiếu Đồ án tốt nghiệp Thiết kế công nghệ -Răng gầu xúc cao. Cụ thể là: các hợp kim có cơ tính thấp (gang xám) hoặc hiệu quả kinh tế không cao (gang dẻo, ) có sản lượng ngày càng giảm; để thay thế người ta sử dụng gang cầu và hợp kim nhôm. Các nước phát triển rất mạnh gang cầu như Hà Lan, Aó, Pháp, Mỹ, Nhật, Hàn Quốc, và Đức (từ 28 đến 47% trọng lượng hợp kim đúc trong năm 2003). Ở Việt nam, ngành đúc còn non trẻ, chưa phát triển. Theo số liệu ước tính chưa chính xác, sản lượng vật phẩm đúc hiện tại của ta mới chỉ đạt khoảng 400.000-500.000 tấn/năm. Nếu căn cứ vào nghị quyết của Đảng năm 2020, nước ta phải trở thành một nước công nghiệp thì sản lượng đúc phải đạt tới khoảng 3.000.000 tới 4.000.000 tấn vật đúc/năm, tức phải tăng gấp 10 lần sản lượng đúc hiện tại. Để phục vụ đắc lực nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt ngành chế tạo máy sẽ phải đầu tư nhiều xí nghiệp và xưởng đúc mới trên cơ sở tiếp tục nhập các dây chuyền thiết bị công nghệ đủ sức cạnh tranh và phải tính khuynh hướng phát triển vật liệu, hợp kim và thiết bị đúc (để nấu gang, cần chú ý lò đúc gió nóng, và nấu liên hợp lò đứng- lò điện cảm ứng) trong phương pháp tạo hình cần phát triển phương pháp cát - nhựa furan, đồng thời mở rộng việc áp dụng chất dính nhựa theo phương pháp hộp nguội và hộp nóng, đồng thời phát triển các phương pháp đặc biệt cho sản xuất hàng loạt các chi tiết bằng gang, thép theo xu hướng đang thay đổi trên thế giới đảm bảo hội nhập và đi thẳng vào kỹ thuật cao nhất ở các lĩnh vực tiên tiến, mang lại hiệu quả kinh tế. Mặt khác, phải hết sức tập trung đào tạo nhân lực chất lượng cao, đủ sức vận hành và sử dụng có hiệu quả nhất các đây chuyền thiết bị và công nghệ ngoại nhập, biết sử dụng công nghệ tiên tiến trong điều kiện Việt nam và 5 Lê Đình Duy Vũ Thành Kiên Nguyễn Đình Đạo Nguyễn Thanh Hiếu Đồ án tốt nghiệp Thiết kế công nghệ -Răng gầu xúc phát huy sáng tạo để có thể cạnh tranh với các nước đã xuất thiết bị và công nghệ. Tại trung tâm Đúc-Viện Công nghệ ( Ngõ 25 Vò Ngọc Phan- Láng Hạ- Hà Nội), vừa sản xuất những chi tiết máy móc theo đơn đặt hàng của các công ty nhà máy lớn, vừa làm nghiên cứu khoa học và các công trình nghiên cứu công nghệ đúc mới với những vật liệu mới. Hiện tại trung tâm đang đẩy mạnh việc tự động hoá sản xuất, lắp ráp những thiết bị máy móc hiện đại, làm tăng năng suất trong quá trình sản xuất đúc. Trên cơ sở đó chúng em chọn “ Công nghệ đúc chi tiết Răng gầu xúc” để làm đề tài tốt nghiệp. Đề tài gồm 3 phần . Phần một : Tình hình sản xuất đúc tại trung tâm Phần hai : Khảo sát công nghệ sản xuất đúc chi tiết Răng gầu xúc. Phần ba : Cơ sở lý thuyết để lựa chọn công nghệ. 6 Lê Đình Duy Vũ Thành Kiên Nguyễn Đình Đạo Nguyễn Thanh Hiếu Đồ án tốt nghiệp Thiết kế công nghệ -Răng gầu xúc Lời Cảm ơn Sau gần 3 năm học tập tại trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, chúng em đó tớch luỹ được một số lượng kiến thức nhất định để chuẩn bị cho thời gian thực tập. Với sự giới thiệu của nhà trường mà chúng em được học tập và thực hành tại Viện Công Nghệ ( Ngõ 25 Vũ Ngọc Phan – Láng hạ – Hà nội ) để làm ra bản đồ án ngày hôm nay. Chúng em vô cùng cảm ơn TS: Đào Hồng Bách, các thầy cô bộ môn cùng với ban lãnh đạo và cỏc cụ chỳ, anh chị trong Viện công nghệ đã tận tình giúp đỡ để chúng em hoàn thành cuốn đồ án này. Tuy cuốn đồ án đã hoàn thành nhưng vẫn còn nhiều thiếu sót, vì vậy rất mong sự giúp đỡ của các thầy cô để cuốn đồ án của chúng em được đầy đủ và chính xác hơn, và có được những kiến thức thực tế nhất sau khi tốt nghiệp. Xin chân thành cảm ơn! Sinh viên làm thực tập: 1 Lê Đình Duy 2 Vũ Thành Kiên 7 Lê Đình Duy Vũ Thành Kiên Nguyễn Đình Đạo Nguyễn Thanh Hiếu Đồ án tốt nghiệp Thiết kế công nghệ -Răng gầu xúc 3 Nguyễn Đình Đạo 4 Nguyễn Thanh Hiếu PHẦN I TÌNH HÌNH SẢN XUẤT TẠI TRUNG TÂM ĐÚC - VIỆN CÔNG NGHỆ - Sơ đồ làm việc của trung tâm. - Bộ phận quản lý gồm: 01 giám đốc, 02 phó giám đốc cùng 30 kỹ sư và công nhân, đều tham gia vào trong quá trình sản xuất. 8 Lê Đình Duy Vũ Thành Kiên Nguyễn Đình Đạo Nguyễn Thanh Hiếu Ban giám đốc Ban kế hoạch Phòng thiết kế Ban luyện kim Ban nhiệt luyện Tổ lò Tổ khuôn Tổ làm sạch Đồ án tốt nghiệp Thiết kế công nghệ -Răng gầu xúc - Tình hình tại trung tâm sản xuất ra rất nhiều loại sản phẩm chủ yếu, làm các chi tiết máy móc theo đơn đặt hàng của các nhà máy đòi hỏi chất lượng sản phẩm tốt và bền đẹp. - Các công nghệ đúc chính được thực hiện trong trung tâm là đúc bằng khuôn cát - thuỷ tinh lỏng đóng rắn bằng CO 2 , khuôn cát đất sét (khuôn tươi) và khuôn mẫu cháy. - Mặt bằng trung tâm đúc khoảng 1000 m 2 . Hình 1: Sơ đồ trung tâm đúc. Cöa Cöa Cöa Kho phÕ liÖu Cöa Khu vùc rãt Khu vùc lµm khu«n c¸t K h u v ù c l µ m s ¹ c h Khu vùc c¸t Kho phÕ liÖu Kho mÉu Khu vùc c¸t Kho hßm khu«n §óc khu«n mÉu ch¸y Khu vùc lß 9 Lê Đình Duy Vũ Thành Kiên Nguyễn Đình Đạo Nguyễn Thanh Hiếu Đồ án tốt nghiệp Thiết kế công nghệ -Răng gầu xúc PHẦN II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐỂ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ II.1 Răng gầu xúc. Răng gầu xúc là chi tiết không thể thiếu của máy xúc, vỡ nú là chi tiết làm việc chính của máy xúc. Để tăng năng xuất cho việc khai thác các mỏ quặng, mỏ đá, mỏ than …thỡ đòì hỏi sản xuất ra chi tiết với số lượng nhiều, chi tiết bền đẹp và có chất lượng. II.2 Thộp làm răng gầu xúc Thép (đúc) chế tạo răng gầu xúc phải có tớnh chất chịu mài mòn, chịu va đập.Loại thép thường được sử dụng là thép hatphin.Thép hatphin có khả năng chống mài mòn rất cao trong điều kiện va đập. Sau đỳc thép hatphin có tổ chức α + (Fe,Mn) 3 C. Sau nhiệt luyện thép hatphin chỉ có pha γ và không 10 Lê Đình Duy Vũ Thành Kiên Nguyễn Đình Đạo Nguyễn Thanh Hiếu [...]... Thit k cụng ngh -Rng thnh lp bn v ỳc ngi thit k phi da vo bn v chi tit mỏy v tin hnh cỏc bc sau õy: 2.3.1 Phõn tớch kt cu Da vo bn v chi tit ca vt ỳc phõn tớch - u tiờn phi c bn v, nhn dng ỳng chi tit, ghi nhn li nhng iu kin k thut ó ghi trong bn v chi tit, vt liu ch to chi tit, xỏc nh v trớ ca chi tit trong thit b, xỏc nh yờu cu k thut ca chi tit - D kin trc s b quỏ trỡnh gia cụng vt ỳc sau khi ỳc,... 0,15 - 0 2 (kg/ cm ) bn kộo sau khi sy (0,8 - 1,2) 2 (kg/cm ) Mpa II.3.2 C S THIT K KHUN 2.3 - Thit k cụng ngh ỳc Khi mun thit k cụng ngh ỳc ca mt chi tit ngi ta thng cn c vo nhiu yu t thit k: - Loi hp kim ỳc: Gang, thộp, hoc hp kim mu - Yờu cu k thut ca chi tit mỏy, gm chớnh xỏc, búng b mt, cht lng hp kim - Hỡnh dng v kớch thc, kt cu v khi lng ca vt ỳc Trờn c s ú chn cụng ngh ỳc v tin hnh thit... chuyn tip phự hp hn trong quỏ trỡnh c.Vic thay i ú ch cú li ch khụng lm thay i cỏc c tớnh ca vt ỳc nh tớnh mi mũn, tớnh chu lc, chu nhit Cn chỳ ý khụng c thay i quỏ kt cu ban u ca chi tit mỏy C gng to hỡnh dng v kớch thc gn vi chi tit mỏy cng tt 2.3.2 Xỏc nh mt phõn khuụn Mt phõn khuụn l b mt tip xỳc ca cỏc na khuụn vi nhau Mt phõn khuụn cú th phng hoc cong bt k Nhng vt ỳc khỏc nhau thỡ cú mt phõn khuụn... khun,vo chớnh xỏc v dng sn sut Dng sn xut n chic, hng lot nh s cú giỏ tr lng d ln Lm khuụn bng tay, mu g, cú giỏ tr lng d ln hn so vi lm bng mỏy v mu kim loi b dc thoỏt mu: Trn cc thnh ng (vuụng gúc vi mt phừn khun) cn dc rỳt mu gi l xin c Giỏ tr dc cng ln cng d rỳt mu nhng nú s lm sai lch hỡnh dng v lm tng s hao phớ kim loi vt c.V vy v nguyờn tc khi chiu cao thnh khuụn ln, dc rỳt mu phi nh Mt... Vỡ th kớch thc rónh dn cú th thay i phự hp vi chiu dy thnh dy vt ỳc ti ch dn e) C s tớnh toỏn h thng rút: Dũng chy ca kim loi lng chy qua h thng rút v in y khuụn chu nh hng ca nhiu nhõn t khỏc Do ú xỏc nh ỳng kớch thc ca h thng rút l khụng d * i vi vt ỳc bng thộp, gang Thi gian rút hp lớ c xỏc nh theo cụng thc thc nghim sau: T= s 3 g G (s) (1) Trong ú: g: Chiu dy chớnh hay trung bỡnh ca vt ỳc (mm) G:... loi b ngui cng nh b bn do oxớt hay tp cht phi kim loi to thnh trờn b mt kim loi Tc dõng c tớnh theo cụng thc sau: V= C (cm/s) t (2) Trong ú: V: L vn tc C: Chiu cao vt ỳc, o t im thp nht theo v trớ khi rút t: thi gian rút Bng 1 Ch s V bộ nht cho phộp Chiu dy vt ỳc (mm) n 4 4-10 10-40 >40 Vt ỳc bng thộp 2 1 1 Vt ỳc bng gang 3-10 2-3 1-2 0.8-1 Sau khi xỏc nh thi gian rút khuụn hp lý ta tớnh din tớch tit... cụng thc : htb = H 0 p 34 2 1 C Lờ ỡnh Duy V Thnh Kiờn Nguyn ỡnh o Nguyn Thanh Hiu ỏn tt nghip gu xỳc Thit k cụng ngh -Rng Trong ú : H0 - l ỏp sut thu lc ban u ln nht (cm) P - l chiu cao t rónh dn ti nh vt ỳc (cm) C - l chiu cao ca vt ỳc khi rút (cm) Bit tng s din tớch rónh dn Fd cú th tớnh tit din rónh lc Fx v ng rút Fr i vi vt ỳc bng thộp : Fd: Fx: Fr=1:1,5:1,1(vt ỳc n gin thnh dy) Fd: Fx: Fx=1:1,1:1,2... Thit k cụng ngh -Rng hu Tu thuc vo khuụn hay vt ỳc, ta cú gúc ln ngoi, gúc ln trong Giỏ tr bỏn kớnh gúc ln cú th xỏc nh theo cụng thc: Gúc trong: r = (1/3 + 1/5)a+b/2 Gúc ngoi: R = r + b Trong ú a,b l chiu dy vt ỳc giao nhau (a>b) d Dung sai vt ỳc: L sai s ca kớch thc vt ỳc cho phộp so vi kớch thc danh ngha Dung sai ca vt ỳc ph thuc vo nhiu yu t: - Phng phỏp ỳc - Loi khuụn ỳc - Loi mu, rut Dung sai... trong lũng khuụn 2.3.4 Thit k u gỏc rut u gỏc rut l b phn nh v rut trong khuụn ỳc Vỡ vy u gỏc rut phi m bo v trớ chớnh xỏc v cng vng, phi d lp rỏp rut vo khuụn Cn c vo v trớ ca rut trong khuụn, ngi ta chia ra lm hai loi c bn: Rut ng v rut ngang Rut nm ngang cú u gỏc rut phn b c khun trn v khuụn di ch mt phừn khun m bo chớnh xỏc u gỏc rut ngang cú thit din chng li chớnh trng lung ca c rut Vi rut... n thao tỏc t xng, in y hn hp, dm cht, to rónh hay l thoỏt khớ v cui cựng l ly rut ra khi hp rut Ngi ta thng thit k 3 loi hp rut: Hp rut nguyờn to lừi n gin, dng cụn; hp rut hai na to rut hỡnh ph, cú chiu di tu ý v hp rut nhiu phn ghộp li ch to hp rut phc tp cú th tớch ln c) Thnh lp bn v hp rut 25 Lờ ỡnh Duy V Thnh Kiờn Nguyn ỡnh o Nguyn Thanh Hiu ỏn tt nghip gu xỳc Thit k cụng ngh -Rng 1 2 Hỡnh . Đồ án tốt nghiệp Thiết kế công nghệ -Răng gầu xúc MỤC LỤC Số mục Nội dung Trang I.1 I.2 II.1 II.2 II.3 II.3.1 II.3.2 II.3.3 Lời nói đầu Lời cảm ơn Phần một TÌNH HÌNH SẢN XUẤT. Công Nghiệp . Các số liệu ban đàu : -Đối tương :Răng Gầu Xúc - Mắt Thép Mn13Đ. -Nguyên liệu và trang thiết bị : Theo điều kiện thực tế sản xuất tại Trung Tõm Đúc-Viện Công Nghệ-Tổng Công Ty Máy. Mặt phân khuôn là bề mặt tiếp xúc của các nửa khuôn với nhau. Mặt phân khuôn có thể phẳng hoặc cong bất kỳ. Những vật đúc khác nhau thì có mặt phân khuôn khác nhau. Có thể đúc trong khuôn đúc