Header Page of 120 BỘ CÔNG THƯƠNG TỔNG CÔNG TY MÁY ĐỘNG LỰC VÀ MÁY NÔNG NGHIỆP VIỆN CÔNG NGHỆ BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI - KHCN Mã số: 237.08/RD/HĐ-KHCN Tên đề tài: Nghiªn cøu thiÕt kÕ, chÕ tạo khuôn đúc thân bơm BRA50 dùng máy ®óc ¸p lùc 420T CƠ QUAN CHỦ QUẢN: BỘ CƠNG THƯƠNG CƠ QUAN CHỦ TRÌ: VIỆN CƠNG NGHỆ CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: Th.S NGUYỄN TIẾN TÀI 7103 16/02/2009 Hà Nội, - 2009 luan van thac si-tai lieu - luan an -kinh te -Footer Page of 120 Header Page of 120 BỘ CÔNG THƯƠNG TỔNG CÔNG TY MÁY ĐỘNG LỰC VÀ MÁY NÔNG NGHIỆP VIỆN CÔNG NGHỆ BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI - KHCN Mã số: 237.08/RD/H-KHCN Tờn ti: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo khuôn đúc thân bơm BRA50 dùng máy đúc ¸p lùc 420T CƠ QUAN CHỦ TRÌ CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG NGHỆ Th.S NGUYỄN TIẾN TÀI Hà Nội, - 2009 luan van thac si-tai lieu - luan an -kinh te -Footer Page of 120 Header Page of 120 NHỮNG NGƯỜI THAM GIA ĐỀ TÀI Nguyễn Tiến Tài Viện Công nghệ V Miêng ViƯn C«ng nghƯ Thái Văn An ViƯn C«ng nghƯ Nguyễn Chí Dũng ViƯn C«ng nghƯ Nguyễn Cao Minh ViƯn C«ng nghƯ Trần Thanh Mai ViƯn C«ng nghƯ Võ Thanh Sơn ViƯn C«ng nghƯ Lê Văn Trị ViƯn C«ng nghƯ luan van thac si-tai lieu - luan an -kinh te -Footer Page of 120 Header Page of 120 Mục lục Chương TỔNG QUAN 1.1 Tình hình thiết kế khn mẫu giới 1.2 Nhu cầu sản phẩm đúc, khuôn đúc áp lực cao Việt Nam 1.3 Các dạng sản phẩm đúc áp lực cao sản phẩm tiêu biểu 1.4 Mục tiêu đề tài Chương 2: LỰA CHỌN VẬT LIỆU, XÂY DỰNG QUY TRÌNH CHẾ TẠO KHUÔN Trang THÂN BƠM BRA 50 2.1 Phân loại vật liệu chế tạo khuôn đúc áp lực 2.2 Điều kiện làm việc, lựa chọn vật liệu để chế tạo khuôn đúc thân bơm BRA50 2.3 Xây dựng quy trình cơng nghệ chế tạo khn đúc áp lực BRA50 Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT, TÍNH TỐN THIẾT KẾ CHẾ TẠO KHN ĐÚC ÁP LỰC THÂN BƠM BRA50 3.1 Cơ sở lý thuyết tính tốn hệ thống rót 3.1.1 Tốc độ nạp tốc độ rót 3.1.2 Thiết kế hệ thống rót 3.1.3 Tính tốn rãnh dẫn 3.1.4 Tính hệ thống 3.2 Tính tốn, thiết kế khn thân bơm BRA50 3.2.1 Một số yếu tố ảnh hưởng đến khuôn-sản phẩm đúc áp lực 3.2.2 Chế độ khí khn q trình đúc áp lực 3.2.2.1 Khí từ buồng ép vào hốc khn 3.2.2.2 Khí sinh chất bơi trơn bề mặt khn khn 3.2.3 Lựa chọn buồng ép 3.2.4 Tính tốn hệ thống rãnh dẫn 3.2.5 Tính tốn hệ thống 3.3 Lựa chọn phương án công nghệ cho kết cấu khn-vật đúc 3.3.1 Tính cơng nghệ kết cấu khuôn-vật đúc 11 13 15 16 17 18 19 20 21 22 3.3.2 Lựa chọn phương án kết cấu khuôn-vật đúc 3.3.2.1 Một số kiểu rãnh dẫn tiêu biểu 3.3.2.2 Lựa chọn mặt phân khuôn 3.3.2.3 Lựa chọn vị trí rãnh dẫn, rãnh Chương THIẾT KẾ VÀ GIA CÔNG CHẾ TẠO KHUÔN ĐÚC ÁP LỰC THÂN 23 24 26 BƠM BRA50 4.1 Dựng vẽ chi tiết phôi thân bơm BRA 50 3D 4.2 Thiết kế hồn chỉnh vẽ khn đúc áp lực thân bơm BRA 50 4.2.1 Các cụm kết cấu khuôn đúc áp lực cao 4.2.2 Các vẽ chi tiết khuôn thân bơm BRA 50 4.3 Gia công khuôn đúc áp lực thân bơm BRA50 4.3.1 Gia công chi tiết khuôn thân bơm BRA50 4.3.2 Bộ khn đúc thân bơm BRA50 hồn chỉnh luan van thac si-tai lieu - luan an -kinh te -Footer Page of 120 28 29 30 Header Page of 120 Chương ĐÚC THÂN BƠM BRA50 VÀ HIỆU CHỈNH KHUÔN 5.1 Đúc thân bơm BRA50 máy đúc áp lực ZITAI ZDC420TPS khuôn thiết kế 5.2 Kiểm tra chất lượng phôi thân bơm BRA50 5.2.1 Kiểm tra kích thước phơi thân bơm 5.2.2 Kiểm tra bề mặt phôi tiết diện ngang thân bơm BRA50 5.3 Đánh giá hiệu chỉnh công nghệ 5.3.1 Phân tích đánh giá khuyết tật 5.3.2 Chế tạo sản phẩm sau hiệu chỉnh Kết luận luan van thac si-tai lieu - luan an -kinh te -Footer Page of 120 31 32 33 34 36 Header Page of 120 Chương TỔNG QUAN 1.1 Tình hình đúc áp lực cao giới Đúc áp lực đời vào khoảng đầu kỷ 19, vài ý tưởng hình thành ngành đúc áp lực có từ sớm Hiện nay, lĩnh vực đúc áp lực cao giới phát triển mạnh, đặc biệt nước như: Nhật, Mỹ, Đức, Ấn Độ, Canada, Q trình thiết kế khn đúc áp lực có hỗ trợ phần mềm mô như: Magma, Procast, Vissim,…kết hợp với biện pháp cơng nghệ xử lý chân khơng hố khn, tinh luyện kim loại,… tạo vật đúc có chất lượng cao độ xác hình dáng, kích thước tổ chức bên vật đúc 1.2 Nhu cầu sản phẩm, khuôn đúc áp lực cao Việt Nam Trong thời kỳ hội nhập nay, nhà đầu tư nước theo xu hướng đổ xô vào Việt Nam đặt hàng sản phẩm đúc áp lực, với sản lượng lớn, hình dạng phong phú yêu cầu chất lượng từ thấp đến cao Tại Việt Nam, với giá nhân công rẻ, lực lượng lao động dồi dào, doanh nghiệp đầu tư lắp ráp máy cần có nhà cung cấp chỗ để giảm chi phí vận chuyển Mặt khác, theo thị nội địa hoá loại máy, thiết bị đơn giản như: xe máy, động Diezen, máy nông nghiệp, máy phát điện, thiết bị dân dụng,… mở nhu cầu sản phẩm đúc áp lực với số lượng lớn Với trình độ, thiết bị nước đáp ứng phần nhỏ sản phẩm có u cầu thấp trung bình chất lượng Vì vậy, để phát triển sản phẩm đúc áp lực nói chung, lĩnh vực chế tạo máy nói riêng, phải nâng cao chất lượng số lượng để đáp ứng nhu cầu tăng khả cạnh tranh với nước khu vực Đặc biệt, lĩnh vực quan tâm chi tiết xe ôtô Cụ thể hãng xe máy LIFAN, SYM, YAMAHA, SUZUKI, riêng công ty HONDA Việt Nam năm 2005 2006 năm sản xuất triệu xe máy loại, năm 2007 tăng lên 1,2 triệu Trong năm 2008, cơng ty có kế hoạch sản xuất tăng lên 1,5 triệu Trong xe máy có khoảng 10 chi tiết chế tạo phương pháp đúc áp lực Như vậy, năm hãng xe HONDA Việt Nam cần đến 10 triệu chi tiết đúc áp lực Hiện tại, chưa có nhà cung cấp Việt Nam đáp ứng nhu cầu Trong miền Nam, công ty sản xuất lắp ráp động Diezen như: VIKYNO, VINAPPRO, CƠ KHÍ AN GIANG,… với sản lượng loại năm khoảng 60.000 máy (trong xuất chiếm khoảng 60%) hàng năm có chiều hướng gia tăng Nhu cầu sản phẩm đúc áp lực công ty lớn Ngồi ra, có sản luan van thac si-tai lieu - luan an -kinh te -Footer Page of 120 Header Page of 120 phẩm phục vụ ngành điện, gia dụng, ôtô, xe máy, Hiện nay, lĩnh vực quan tâm hướng đến ôtô Với việc gia tăng số lượng sản phẩm đúc áp lực Việt Nam nay, nhu cầu thiết kế chế tạo khuôn đúc áp lực tăng theo Để nâng cao chất lượng ổn định sản xuất, doanh nghiệp nước thường đặt chế tạo nhập ngoại khuôn từ Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan… Cũng có số cơng ty nước nghiên cứu thiết kế chế tạo khuôn đúc áp lực thấp cao Tuy nhiên, nghiên cứu chủ yếu dựa kết cấu khuôn nhập ngoại kinh nghiệm để thiết kế chế tạo nên chất lượng sản phẩm đúc không ổn định Việc nghiên cứu thiết kế chế tạo khuôn đúc áp lực nhằm nâng cao chất lượng thay hàng nhập ngoại cần thiết, giúp sở sản xuất hạ giá thành sản phẩm chủ động sản xuất 1.3 Các dạng sản phẩm đúc áp lực cao sản phẩm tiêu biểu - Sản phẩm đúc áp lực cao đa dạng hình dáng kết cấu, phục vụ nhiều lĩnh vực khác chế tạo chi tiết máy, thiết bị điện, y tế, giáo dục, hàng không,… chúng phân loại theo nhóm sau: + Các sản phẩm có dạng ống trụ + Các sản phẩm có dạng thanh, dạng + Các sản phẩm có dạng + Các sản phẩm có dạng hộp, loại thường gặp nhiều - Các sản phẩm đúc áp lực cao thường có bề dày từ 0,8 mm đến 10 mm, thực tế bề dày mm đến mm cho kết đúc tốt Vì bề dày lớn khả bị rỗ xốp cao, bề dày nhỏ khả điền đầy trình nguội nhanh luan van thac si-tai lieu - luan an -kinh te -Footer Page of 120 Header Page of 120 a Các sản phẩm dạng hộp Hình 1.1 Các sản phẩm đúc áp lực cao lĩnh vực xe máy Hình 1.2 Sản phẩm nắp hơng động Diezen b Các sản phẩm dạng thanh, dạng Hình 1.3 Sản phẩm tay cấy dùng nông nghiệp c Các sản phẩm dạng trụ, dạng đĩa Các sản phẩm có yêu cầu cao độ bóng bề mặt, thành mỏng để giảm tiêu hao nguyên vật liệu giảm khối lượng sản phẩm Đặc biệt chi tiết máy đòi hỏi độ bền cho tính sử dụng Phương pháp đúc áp lực cao mang lại hiệu cao, đáp ứng yêu cầu nêu luan van thac si-tai lieu - luan an -kinh te -Footer Page of 120 Header Page of 120 Hình 1.4 Sản phẩm dùng chi tiết máy 1.4 Mục tiêu đề tài Nhu cầu sản lượng thân bơm BRA 50 thị trường lớn Chỉ tính riêng sản lượng Nhà máy khí xác số thuộc Tổng công ty Máy Động lực Máy Nông nghiệp đạt khoảng 10.000 sản phẩm/năm Thân bơm BRA50 loại bơm dầu sử dụng cho ben thủy lực, làm việc chế độ khắc nghiệt chịu áp suất lớn lên đến 200kg/cm2, nên đòi hỏi chi tiết phải có tính tốt Từ nhu cầu sản lượng điều kiện kỹ thuật sản phẩm, thân bơm BRA50 phù hợp với việc chế tạo hàng loạt có chất lượng ổn định Đúc chi tiết thân bơm BRA50 phương pháp đúc áp lực đảm bảo độ sít chặt hợp kim nhơm silic sau đơng đặc tính chi tiết cải thiện nhiều hạt tinh thể nhỏ mịn Bởi chi tiết thân bơm điền đầy với vận tốc cao, đông đặc điều kiện áp lực lớn Với việc sử dụng công nghệ đúc thân bơm BRA50 khn kim loại việc kiểm sốt nhiệt độ khn khó khăn, dẫn đến độ ổn định sản phẩm bị ảnh hưởng nhiều, nên sản lượng thấp Khi đúc sản phẩm phương pháp đúc áp lực cho sản lượng lớn gấp nhiều lần so với đúc khn kim loại, ngồi chất lượng sản phẩm ổn định Các thông số yêu cầu kỹ thuật thân bơm BRA 50 Bề mặt chi tiết nhẵn đẹp Thử áp lực đạt 200kg/cm2 Trọng lượng phơi đúc: 2,9 kg Tổng diện tích hình chiếu bề mặt (tính cho nửa khn cối): 260 cm2 Kích thước bao lớn phơi đúc: 147x115 luan van thac si-tai lieu - luan an -kinh te -Footer Page of 120 Header Page 10 of 120 Kích thước bao lớn dự kiến khn: 500x500 Các thông số kỹ thuật máy đúc áp lực ZITAI ZDC420TPS Lực khóa khn: 420 Tấn Kích thước mép trục dẫn: 650x650mm Trọng lượng đúc tối đa: 5,05kg Khoảng cách mặt kẹp khuôn 300 ~ 1000mm Áp lực bắn tối đa: 210kg/cm2 Tiết diện bề mặt vật đúc lớn nhất: 760 cm2 Trên sở thông số kỹ thuật sản phẩm thân bơm BRA50 thông số kỹ thuật máy đúc áp lực 420 tấn, nhận thấy khuôn đúc áp lực thân bơm BRA50 thiết kế để đúc máy đúc ZITAI ZDC420TPS hoàn toàn đảm bảo đáp ứng mặt kỹ thuật luan van thac si-tai lieu - luan an -kinh te -Footer Page 10 of 120 Header Page 30 of 120 phun chỗ thắt) Như lựa chọn thiết diện ngang rãnh dẫn 640mm2: chiều ngang rãnh = 64mm chiều sâu rãnh = 10mm hình 3.7 Trên thực tế rãnh dẫn thường chia thành nhiều rãnh có tiết diện ngang nhỏ để sau đúc cần đập nhẹ tách phần vật đúc rãnh dẫn Tuy nhiên, chi tiết thân bơm BRA50 có bề dày vật đúc dày, diện tích hình chiếu bề mặt chi tiết nhỏ nên đề tài lựa chọn phương án đưa rãnh dẫn trực tiếp vào đáy thân bơm trình đúc bù xốp ngót áp lực lớn b Lựa chọn vị trí rãnh Đường khuôn đúc áp lực thông thường bố trí vùng xa vật đúc Tuy nhiên, q trình chuyển động khí hốc khn đúc điều kiện vận tốc, áp lực lớn thường diễn phức tạp Với chi tiết thân bơm BRA 50 thiết kế hệ thống hình 3.8 Đã tính tốn tổng diện tích rãnh là: 16,3 mm2 Đối với vật đúc nhôm thông thường chiều sâu rãnh từ 1-1,2mm Đề tài chọn 1mm cho chiều sâu rãnh Chọn rãnh hai bên chi tiết đúc hình 3.8 Bề rộng rãnh lấy = 7,5mm Thông thường, hệ thống khn đúc áp lực thường vị trí rãnh có đậu Đậu tính tốn để chứa lượng kim loại qua khn, lượng kim loại có nhiệt độ thấp sau qua bề mặt khuôn (vùng xa khn tính từ rãnh rót) Tuy nhiên, sản phẩm thân bơm BRA50 khơng tính tốn thiết kế đậu hơi, độ dày trung bình thân bơm tương đối lớn (>10mm) lượng kim loại lỏng điền đầy giai đoạn sau hoàn toàn hòa lẫn lượng kim loại lúc đầu với hốc khn có trở lực thấp Hình 3.8 Đường thoát luan van thac si-tai lieu - luan an -kinh te -Footer Page 30 of 120 25 Header Page 31 of 120 Chương THIẾT KẾ VÀ GIA CÔNG CHẾ TẠO KHUÔN ĐÚC ÁP LỰC THÂN BƠM BRA50 4.1 Dựng vẽ chi tiết phôi thân bơm BRA 50 3D Q trình dựng vẽ 3D sử dụng nhiều loại phần mềm, tùy thuộc vào khả người thiết kế sử dụng thành thạo phần mềm Các phần mềm vẽ thiết kế 3D gồm: Autodesd Inventor, Solid works, AutoCAD … Đề tài sử dụng phần mềm Autodesd Inventor để vẽ thiết kế Từ vẽ chi tiết thân bơm BRA50 (hình 3.6), dựng vẽ thân bơm 3D với tỷ lệ co hợp kim nhôm đúc khuôn áp lực 0,6%, kích thước gia cơng Hình 4.1 Chi tiết phơi thân bơm BRA Hình 4.3 Nửa ruột khn chày thân bơm BRA 50 Hình 4.2 Ruột khn thân bơm BRA 50 Hình 4.4 Nửa ruột khn cối thân bơm BRA 50 cộng lượng dư 1,5 mm, riêng lỗ trụ Ф55 cộng lượng dư gia công 1,5mm luan van thac si-tai lieu - luan an -kinh te -Footer Page 31 of 120 26 Header Page 32 of 120 chiều ruột 1o Sau dựng vẽ phôi thân bơm BRA50 3D hình 4.1 Từ vẽ phơi thân bơm BRA50 3D hình 4.1 tạo phần ruột khn chày, ruột khn cối ruột Ruột khuôn chày ruột khuôn cối lựa chọn kích thước phơi sau: 252x202x82, kích thước phơi đảm bảo sau gia công ruột khuôn xong vị trí mỏng đủ độ dày >20 mm Trên sở kích thước ruột khn chày cối lựa chọn, dựng vẽ 3D toàn hệ thống khuôn đúc áp lực thân bơm BRA50 Việc lựa chọn kết cấu khn Hình 4.5 Nửa khn chày thân bơm BRA 50 Hình 4.6 Nửa khn cối thân bơm BRA 50 phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật toàn kết cấu, cho tiết kiệm vật liệu khuôn mức tối đa Các chi tiết khn đúc áp lực có kết cấu phức tạp đòi hỏi độ xác cao thiết kế dựng 3D, sau hiệu chỉnh kết cấu hợp lý xuất vẽ 3D dạng “.igs” vẽ hồn chỉnh đưa liệu vẽ vào máy gia công chuyên dụng CNC để gia công chế tạo Các chi tiết như: ruột, nửa ruột khn chày, nửa ruột khn cối có hình dáng phức tạp dựng 3D gia cơng máy CNC Các chi tiết phụ trợ cho khuôn khơng đòi hỏi độ xác cao, có kết cấu đơn giản vẽ thiết kế dạng vẽ 2D gia công máy gia công thông thường như: tiện, phay, bào… Các chi tiết phụ kết cấu khuôn như: Giá kẹp khuôn, đẩy sản phẩm, chốt dẫn hướng… luan van thac si-tai lieu - luan an -kinh te -Footer Page 32 of 120 27 Header Page 33 of 120 4.2 Thiết kế hồn chỉnh vẽ khn đúc áp lực thân bơm BRA 50 4.2.1 Các cụm kết cấu khuôn đúc áp lực cao: Cụm kết cấu tạo hình sản phẩm: thơng thường cụm chi tiết tiếp xúc trực tiếp với kim loại lỏng ban đầu đơng đặc vận tốc dòng chảy cao, áp lực cao Nên đòi hỏi vật liệu chế tạo chi tiết có độ bền, độ chịu mòn, độ chịu nhiệt cao Phần kết cấu sử dụng vật liệu SKD61 chọn mục 2.2 chương 2, chi tiết là: nửa ruột khn chày, nửa ruột khn cối, ruột, đạo, nòng Các chi tiết sau gia cơng hồn chỉnh lắp vào khn, sau đúc thử sản phẩm để kiểm tra kích thước gia cơng độ khn Sản phẩm đúc kiểm tra tồn kích thước, độ bóng bề mặt sản phẩm tính hợp lý cơng nghệ Khn hiệu chỉnh đảm bảo tính cơng nghệ, kích thước hình học, độ khn…, sau tồn chi tiết vật liệu sử dụng SKD61 tháo đưa nhiệt luyện chân không “thấm N2 điều kiện chân không” Cụm kết cấu lắp gá ruột khuôn: chi tiết không trực tiếp tiếp xúc với kim loại lỏng có nhiệm vụ làm giá đỡ để lắp chi tiết tạo hình sản phẩm “phần tạo hình sản phẩm” lắp tồn khn lên máy Các chi tiết chế tạo từ vật liệu thép C45 bao gồm: vỏ khuôn tĩnh, vỏ khuôn động, gá khuôn động, đẩy mẫu Cụm chi tiết phụ trợ: bao gồm chốt, bạc dẫn hướng hai nửa khuôn, chốt dẫn hướng đẩy sản phẩm, ty đẩy sản phẩm, phận khóa ruột 4.2.2 Các vẽ chi tiết khuôn thân bơm BRA 50 Bộ vẽ thân bơm bao gồm vẽ chi tiết có ký hiệu BRA50-00 Hình 4.7 Bản lắp khn đúc thân bơm BRA50 luan van thac si-tai lieu - luan an -kinh te -Footer Page 33 of 120 28 Header Page 34 of 120 BRA50-25 Bộ vẽ trình bày phụ lục “Bản vẽ gia công chế tạo khuôn thân bơm BRA50” lắp khuôn hình 4.7 Các chi tiết gia cơng máy CNC chuẩn gia công lấy theo tâm xy lanh 4.3 Gia công khuôn đúc áp lực thân bơm BRA50 4.3.1 Gia công chi tiết khuôn thân bơm BRA50 Như trình bày chi tiết như: ruột khuôn chày, ruột khuôn cối, ruột chi tiết có hình dáng phức tạp nên dựng duới dạng vẽ 3D, sau đưa liệu vẽ vào máy CNC để gia cơng theo hình dáng Một số hình ảnh gia cơng máy CNC Hình 4.9 Vỏ khn tĩnh Hình 4.11 Nửa khn cối gia cơng hồn chỉnh luan van thac si-tai lieu - luan an -kinh te -Footer Page 34 of 120 Hình 4.8 Dẫn hướng ruột gia cơng Hình 4.10 Vỏ khn động Hình 4.12 Nửa khn chày gia công 29 Header Page 35 of 120 4.3.2 Bộ khn đúc thân bơm BRA50 hồn chỉnh Bộ khn đúc áp lực thân bơm BRA50 lắp ráp hoàn chỉnh chuẩn bị lắp lên máy đúc áp lực ZITAI ZDC420TPS, hình 4.13a hình 4.13b a Nửa khn động b Nửa khn tĩnh Hình 4.13 Bộ khn đúc áp lực thân bơm BRA 50 Bề mặt hốc khuôn đạt độ bóng 0,63 luan van thac si-tai lieu - luan an -kinh te -Footer Page 35 of 120 30 Header Page 36 of 120 Chương ĐÚC THÂN BƠM BRA50 VÀ HIỆU CHỈNH KHUÔN 5.1 Đúc thân bơm BRA50 máy đúc áp lực ZITAI ZDC420TPS khuôn thiết kế Sau chế tạo xong chi tiết khuôn đúc áp lực thân bơm BRA50, tiến hành lắp ráp hồn chỉnh khn Đúc sản phẩm thân bơm BRA50 máy đúc áp lực ZITAI ZDC420TPS Viện Công nghệ Để tiến hành đúc thân bơm BRA50 khn lắp lên máy theo quy trình lắp khn Sau lắp khn xong lập trình thông số công nghệ cho sản phẩm thân bơm BRA50 Hợp kim nhơm AЛ9 nấu chảy, khử khí, biến tính sau hạ nhiệt đến 680oC chuẩn bị cho trình đúc sản phẩm thân bơm BRA50 Trong trình biến tính hợp kim nhơm AЛ9 hạ nhiệt hai nửa khn lắp máy gia nhiệt mỏ gaz, để đảm bảo bề mặt khuôn có nhiệt độ >120oC hình 5.1 Trên thực tế bắt đầu đúc vài Hình 5.1 Khn đúc áp lực thân bơm BRA 50 lắp máy sản phẩm ban đầu loại bỏ khuôn lúc đầu gia nhiệt mỏ gaz nhiệt độ bề mặt khuôn thấp không đồng Sau đúc từ 3-4 sản phẩm ép khơng áp, nhiệt độ khn đồng bắt đầu đúc sản phẩm vận tốc áp lực cao Chế độ đúc thân bơm BRA50 máy đúc áp lực ZITAI ZDC420TPS sau: V1 = 2,1 m/s; áp lực p1 = 100 kG/cm2 V2 = 3,5 m/s; V3 = m/s; áp lực tăng áp P2 = 180 kG/cm2 Sản phẩm thân bơm BRA50 sau đúc hình 5.2 Hình 5.2 Thân bơm BRA 50 bao gồm hệ thống rót luan van thac si-tai lieu - luan an -kinh te -Footer Page 36 of 120 31 Header Page 37 of 120 5.2 Kiểm tra chất lượng phôi thân bơm BRA50 5.2.1 Kiểm tra kích thước phơi thân bơm Phơi thân bơm sau đúc làm tiến hành kiểm tra kích thước, có hai kích thước kiểm tra là: - Kích thước gia cơng ký hiệu “GC” - Kích thước khơng gia cơng ký hiệu “TH” Ký hiệu vẽ kiểm tra kích thước phơi thân bơm BRA50 hình 5.3 Hình 5.3 Bản vẽ kiểm tra kích thước phơi thân bơm BRA50 Bảng 5.1 So sánh kích thước kiểm tra phơi thân bơm BRA50 Kích thước khơng gia Kích thước gia cơng cơng TH1 TH2 TH3 TH4 GC1 GC2 GC3 GC4 GC5 GC6 GC7 GC8 GC9 Bản vẽ thiết kế 51 94 147 143 10 104,5 129,5 35 52 115 51,5 45 27 Phôi thân bơm TT BRA50 Phôi số 51,1 94 146,9 143,2 10,5 105 130,1 35,3 27 51 94,2 147 143,1 10,6 Phôi số 51 94,1 147 143,2 10,6 105,2 129,9 35,2 52,1 114,6 51,9 45,1 27,2 Phôi số 51,1 94,1 147,1 143,2 10,5 51 94 52 45,1 27,2 105 129,8 35,4 52,2 114,5 51,8 147 143,1 10,5 105,1 luan van thac si-tai lieu - luan an -kinh te -Footer Page 37 of 120 130 35,2 52,1 114,4 45 Phôi số Phôi số 105 52 114,5 52,1 130 35,3 52 114,6 45 27,3 52 45,1 27,1 32 Header Page 38 of 120 Qua bảng so sánh kích thước phơi thân bơm cho thấy, sai số kích thước khơng gia cơng kích thước gia cơng đạt tiêu chất lượng sản phẩm sau: - Sai số kích thước khơng gia cơng ≤ 0,2mm - Sai số kích thước gia cơng ≤ 0,7mm 5.2.2 Kiểm tra bề mặt phôi tiết diện ngang thân bơm BRA50 Chất lượng bề mặt sản phẩm đẹp Tuy nhiên, có số vị trí bị nhăn bề mặt hình 5.4 Trọng lượng phơi thân bơm sau đúc 2,5 kg Hình 5.4 Vị trí sản phẩm bị nhăn thoát Do độ dày trung bình phơi lớn nên khả xảy khuyết tật rỗ co tập chung, rỗ khí vị trí có tiết diện ngang lớn, cắt kiểm tra vị trí phơi thân bơm hình 5.5 sau: Hình 5.5 Cắt sản phẩm qua vị trí có tiết diện ngang lớn luan van thac si-tai lieu - luan an -kinh te -Footer Page 38 of 120 33 Header Page 39 of 120 Các vị trí bị xốp bọt Hình 5.6 Sản phẩm đúc cắt 5.3 Đánh giá hiệu chỉnh công nghệ 5.3.1 Phân tích đánh giá khuyết tật Các kích thước gia cơng kích thước khơng gia cơng đảm bảo yêu cầu kỹ thuật đề Với việc sản phẩm bị nhăn bề mặt số vị trí hình 5.4 cho thấy độ khuôn Mài sửa đường đảm bảo kích thước tiết diện ngang 0,1x9 (phần vẽ thiết kế 1x7,5) Sản phẩm bị nhiều bọt khí phân bố tồn thể tích, khuyết tật áp lực ép nhỏ cần tăng áp lực ép 5.3.2 Chế tạo sản phẩm sau hiệu chỉnh: Sau mài sửa đường đúc sản phẩm phôi thân bơm theo thông số công nghệ sau: V1 = 2,1 m/s; áp lực p1 = 100 kG/cm2 Xốp tập trung Hình 5.7 Sản phẩm thân bơm BRA50 sau hiệu chỉnh luan van thac si-tai lieu - luan an -kinh te -Footer Page 39 of 120 34 Header Page 40 of 120 V2 = 3,5 m/s; V3 = m/s; áp lực tăng áp P2 = 190 kG/cm2 Sản phẩm thân bơm BRA50 sau hiệu chỉnh 5.7 Như vậy, sau sửa đường thoát hiệu chỉnh cơng nghệ, sản phẩm có chất lượng bề mặt nhẵn đẹp, khơng bị giáp mí Tuy nhiên, tượng xốp tập chung vị trí gần rãnh dẫn Trọng lượng phôi sau hiệu chỉnh lần 2,65 kg Đúc sản phẩm sau hiệu chỉnh lần với thông số công nghệ sau: V1 = 2,1 m/s; áp lực p1 = 100 kG/cm2 V2 = 4,15 m/s; V3 = 4,5 m/s; áp lực tăng áp P2 = 200 kG/cm2 Hình 5.8 Sản phẩm BRA50 sau hiệu chỉnh lần Sau tăng vận tốc dòng nạp áp lực ép, sản phẩm có bề mặt nhẵn đẹp, tồn mặt cắt ngang chi tiết sít chặt khơng có rỗ xốp (hình 5.8; hình 5.9) đạt trọng lượng là: 2,92 kg Như vậy, sản phẩm thân bơm BRA50 đảm bảo yêu cầu kỹ thuật đề Hình 5.9 Sản phẩm thân bơm BRA 50 đúc khuôn BRA 50 sau hiệu chỉnh luan van thac si-tai lieu - luan an -kinh te -Footer Page 40 of 120 35 Header Page 41 of 120 Kết luận Đề tài xây dựng quy trình cơng nghệ thiết kế chế tạo khuôn đúc áp lực Các cán kỹ thuật ứng dụng thành thạo phầm mềm thiết kế công nghệ phục vụ cho thiết kế khuôn đúc áp lực cao Thiết kế, chế tạo, hiệu chỉnh hồn thiện khn đúc áp lực thân bơm BRA50 Chế tạo 05 sản phẩm phôi thân bơm BRA50 máy đúc áp lực 420 Viện Cơng nghệ Đội ngũ cán kỹ thuật hồn tồn làm chủ quy trình cơng nghệ thiết kế khn đúc áp lực Hướng phát triển đề tài: Nghiên cứu thiết kế khn đúc áp lực có hệ thống hút chân khơng (chân khơng hóa hốc khn), làm giảm trở lực khuôn cho phép đúc vật đúc có chiều dày 1mm Nghiên cứu thiết kế khn đúc áp lực ứng dụng cho công nghệ đúc ép bán lỏng luan van thac si-tai lieu - luan an -kinh te -Footer Page 41 of 120 36 Header Page 42 of 120 Tài liệu tham khảo Nghiêm Hùng (1997), Sách tra cứu thép, gang thông dụng, Bộ môn Vật liệu học & Nhiệt luyện-Trung tâm nghiên cứu Vật liệu học-ĐHBK Hà Nội Ngơ Trí Phúc-Trần Văn Địch (2003), Sổ tay sử dụng thép giớiNXBKH&KT Hà Nội, 1870 [1], tr, 1151, 1266 Nguyễn Hữu Dũng (2006), Các phương pháp đúc đặc biệt, NXB KH&KT Hà Nội, 231 [2], tr 77-94 Nguyễn Ngọc Hà (2006), Các phương pháp công nghệ đúc đặc biệt, NXB ĐHQG TPHCM Nguyễn Xuân Bông-Phạm Quang Lộc (1978), Thiết kế đúc, ĐHBK Hà Nội-NXB KH&KT Phan Tử Phùng (1991), Sách tra cứu kỹ thuật đúc thép, NXB KH&KT, Hội đúc-Luyện kim Việt Nam luan van thac si-tai lieu - luan an -kinh te -Footer Page 42 of 120 Header Page 43 of 120 Phụ lục I Phiếu mô tả công nghệ (Ban hành kèm theo Quyết định số 03/2007/QĐ-BKHCN ngày 16/3/2007 Bộ trưởng Bộ Khoa học Công nghệ) Tên công nghệ: Chế tạo khuôn đúc thân bơm BRA 50 dùng máy đúc áp lực 420tấn Thuộc đề tài: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo khuôn đúc thân bơm BRA 50 dùng máy đúc áp lực 420tấn Chủ nhiệm đề tài: Th.s Nguyễn Tiến Tài Cơ quan quản lý đề tài: Bộ Công Thương Tên sản phẩm : Bộ khuôn đúc thân bơm BRA 50 Mô tả (sơ lược quy trình sản xuất; sản phẩm đặc tính kỹ thuật; lĩnh vực áp dụng; yêu cầu nguyên vật liệu; yêu cầu nhà xưởng, nhiên liệu ; yêu cầu nhân lực) Bộ khuôn đúc thân bơm BRA 50 đạt yêu cầu kỹ thuật sau: Độ cứng 45 ÷ 48 HRc, sai số kích thước khơng gia cơng ≤ 0,2 mm, sai số kích thước gia cơng ≤ 0,7 mm, độ bóng bề mặt khn đạt 0,63 Công suất, sản lượng: 01 khuôn đúc thân bơm BRA 50 cho máy đúc áp lực ZDC- 420T Mức độ triển khai: Chế tạo hoàn chỉnh 01 khuôn đúc thân bơm BRA50 dùng máy đúc áp lực 420 chế tạo 05 sản phẩm thân bơm BRA50 Số liệu kinh tế (đơn giá thành phẩm, giá thiết bị, phí đào tạo, phí vận hành, phí quyền, phí bí quyết, tỷ lệ xuất sản phẩm ) 10 Hình thức chuyển giao (chìa khóa trao tay, liên doanh, bán thiết bị, bán li-xăng ): 11 Dạng tài liệu (công nghệ, dự án, tiến kỹ thuật ): 12 Địa liên hệ : Viện Công nghệ, 25 Vũ Ngọc Phan, Đống Đa, Hà Nội luan van thac si-tai lieu - luan an -kinh te -Footer Page 43 of 120 Header Page 44 of 120 Phụ lục (kèm theo Hợp đồng số 237.08/RD/HĐ – KHCN, ký ngày 13 tháng năm 2008) Nội dung công việc Thu thập tài liệu, dịch thuật Báo cáo khảo sát điều kiện làm việc, Khảo sát điều kiện làm việc tính khn đúc áp lực Tháng 23/2008 Xây dựng quy trình cơng Quy trình cơng nghệ nghệ chế tạo khn chế tạo khuôn Tháng 34/2008 Kết đạt Thời gian bắt đầu, kết thúc Tháng 12/2008 TT Báo cáo tổng quan Người, quan thực Viện Công nghệ Viện Công nghệ cộng tác viên Viện Công nghệ cộng tác viên Viện Công nghệ cộng tác viên Viện Công nghệ cộng tác viên Viện Công nghệ cộng tác viên Viện Công nghệ cộng tác viên Viện Công nghệ cộng tác viên Chọn vật liệu có cơ, Tháng 3Lựa chọn vật liệu chế tạo lý tính phù hợp làm 4/2008 khn khuôn Nghiên cứu thiết kế chế tạo Các vẽ chế tạo Tháng 4bộ khuôn phần khuôn sản phẩm, 5/2008 2D 3D mềm có Chế tạo khuôn hiệu Bộ khuôn đúc thân Tháng 5chỉnh để đúc sản phẩm thân bơm BRA50 8/2008 bơm BRA50 Chế tạo thân bơm BRA50 05 sản phẩm thân Tháng 8bằng khuôn chế tạo bơm BRA50 10/2008 máy đúc áp lực 420Tấn Kiểm nghiệm sản Tháng 10Lắp đặt chạy thử, kiểm phẩm đánh giá 11/2008 nghiệm sản phẩm chất lượng Viết báo cáo tổng kết, Báo cáo tổng kết Tháng 12/2008 VCN nghiệm thu đề tài luan van thac si-tai lieu - luan an -kinh te -Footer Page 44 of 120 ... vẽ khuôn đúc áp lực thân bơm BRA 50 4.2.1 Các cụm kết cấu khuôn đúc áp lực cao 4.2.2 Các vẽ chi tiết khuôn thân bơm BRA 50 4.3 Gia công khuôn đúc áp lực thân bơm BRA50 4.3.1 Gia công chi tiết khuôn. .. vật đúc lớn nhất: 760 cm2 Trên sở thông số kỹ thuật sản phẩm thân bơm BRA50 thông số kỹ thuật máy đúc áp lực 420 tấn, nhận thấy khuôn đúc áp lực thân bơm BRA50 thiết kế để đúc máy đúc ZITAI ZDC420TPS... thường đặt chế tạo nhập ngoại khuôn từ Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan… Cũng có số cơng ty nước nghiên cứu thiết kế chế tạo khuôn đúc áp lực thấp cao Tuy nhiên, nghiên cứu chủ yếu dựa kết cấu khuôn nhập