خانه / کتاب جزوه مقاله / کتب مهندسی مکانیک / بررسی طراحی و ساخت قالب های دایکاست

بررسی طراحی و ساخت قالب های دایکاست

 کد محصول: ME17

فرمت فایل WORD

تعداد صفحات : ۱۶۲ صفحه

قیمت: ۲۳۰۰۰ تومان

دانلود فایل بلافاصله بعد از خرید

پیشگفتار . ۵

تقدیم نامه  ۷

فهرست مطالب … ۸

فهرست تصاویر …… ۱۲

فهرست جداول ……۱۵

فهرست نمودار..۱۶..

چکیده …۱۷

فصل اول : آشایی با ماشینهای دایکاست

۱-۱- انواع ماشینهای دایکاست . ۱۸

۱-۲- سیستم تزریق / فشار .. ۲۵

۱-۳- سیستم تشدید کننده ..۲۶

۱-۴- سیستم بست دو کفه قالب ۲۶

۱-۵- سیستم قفل قالب .. ۲۷

۱-۶- سیستم پران .۲۸

فصل دوم : آشنایی با متعلقات دستگاه ها و انواع قالب های دایکاست

۲-۱- وسایل و متعلقات دستگاه ها و انواع قالب های دایکاست..۳۱

۲-۲- قالب های دایکاست .۳۳

۲-۳-انواع مختلف قالب …۳۶

فصل سوم : کوره های دایکاست

۳-۱- کوره های ذوب آلیاژهای روی.۴۲

۳-۲- کوره های ذوب و نگهداری آلیاژهای آلومینیوم..۴۳

۳-۳- کوره های ذوب و نگهداری آلیاژهای منیزیم.۴۴

۴-۳- کوره های ذوب و نگهداری آلیاژهای مس۴۵

۵-۳- کنترل کیفیت مذاب ۴۶

۶-۳- انتقال فلز مذاب و تغذیه قالب .۴۸

فصل چهارم : روانسازی قالب

۴-۱- انتخاب روغن برای آلیاژهای آلومینیوم۵۴

فصل پنجم : متغیرهایی که زمان تناوب ریخته گری را تعیین می کنند

۵-۱- زمان باز و بسته کردن قالب .. ۵۶

۵-۲- زمان ریختن فلز مذاب .۵۶

۵-۳- زمان تزریق ..۵۶

۵-۴- زمان توقف ( به منظور انجماد قطعه)…..۵۶

۵-۵- زمان خارج کردن قطعه از قالب ……۵۷

۵-۶- زمان تمیز کاری قالب . ۵۷

۵-۷- زمان روغنکاری  قالب  .۵۷

فصل ششم : درجه حرارت قالب

۶-۱-درجه حرارت قالب برای آلیاژهای آلومینیوم..۵۸

فصل هفتم : هزینه های دایکاست

فصل هشتم : آلیاژ آلومینیوم – سیلیسیم و کاربرد آن در موتور خودرو

۸-۱- عیوب ریخته گری و ریز ساختاری آلیاژهای si- Al ..60

۸-۲-تأثیر عیوب ریختگی و ریز ساختاری بر خصوصیات مکانیکی آلیاژ si- Al……63

۸-۳- آلیاژ سازی بعضی از عناصر  …۶۷

فصل نهم : عیوب دایکاست

۹-۱- خواص آلومینیوم ۶۹

۹-۲- بررسی انواع عیوب ریخته گری در قطعات آلومینیومی ریختگی تحت فشار.۷۱

۹-۳- طبقه بندی علل عیوب قطعات آلومینیومی ریختگی تحت فشار..۷۶

۹-۴- بررسی روشهای جلوگیری از ایجاد عیوب در آلومینیومی ریختگی تحت فشار..۷۹

۹-۵- تنظیم مشعل ها .۸۲

۹-۶- عایق کاری …۸۳

۹-۷- بهترین راههای مصرف انرژی .۸۳

۹-۸- شرایط کوره..۸۳

۹-۹- فراوری مذاب….۸۴

۹-۱۰- موثرترین روشهای کنترل عیب تخلخل در  ریخته گری تحت فشار۸۴

۹-۱۱- راه های مقابله با تخلخل انقباضی ..۸۵

۹-۱۲- عیوب در تولید به روش دایکاست…۸۹

۹-۱۳- ابزاری جدید برای اندازه گیری میزان هیدروژن محلول در آلیاژهای آلومینیوم…۹۶

۹-۱۴- کنترل ریز ساختار در قطعات دایکاستی از آلیاژهای آلومینیوم….. ۹۶

۹-۱۵- تاثیر مقادیر جزیه فسفر در آلیاژهای آلومینیوم…۹۷

۹-۱۶- فیلترها..۹۷

۹-۱۷- رسوب بین فلزی  SLUDGE  در کوره های نگهداری ….۹۸

فصل دهم : روش های مهندسی معکوس در طراحی

۱۰-۱- مقدمه…..۱۰۱

۱۰-۲- آشنایی….۱۰۱

۱۰-۳- حفره های سر سیلندر…۱۰۲

۱۰-۴- حساسیت قطعه سر سیلندر……. ۱۰۴

۱۰-۵- انواع قالب های مورد نیاز برای ساخت یک قطعه سر سیلندر..۱۰۶

۱۰-۶- نکات و اصول طراحی …۱۱۰

۱۰-۷- جنس ماهیچه ها و روکش ها..۱۱۰

۱۰-۸- نحوه خروج ماهیچه از قطعه۱۱۰

۱۰-۹- اصطلاحات ابر نقاط..۱۱۰

۱۰-۱۰- طراحی با عکس و مقیاس.۱۱۵

۱۰-۱۱- انواع دستگاههای ریخته گری دایکاست.۱۱۶

نتیجه گیری۱۱۸

پیوست …..۱۱۹

منابع.۱۶۱

چکیده(به انگلیسی)…۱۶۲

صفحه عنوان(به انگلیسی)….۱۶۳

 فهرست تصاویر

۱-۱-قسمتهای مختلف یک ماشین محفظه گرم…۱۸

۱-۲-قسمتهای مختلف یک ماشین محفظه گرم۱۹

۱-۳-شمای قسمتهای اساسی ماشین تزریق محفظه سرد افقی..۲۰

۱-۴-مراحل مختلف تولید قطعه با دستگاه محفظه سرد..۲۱

۱-۵-شمای کلی دستگاه محفظه سرد عمودی با صفحات افقی قالب۲۲

۱-۶-شمای کلی دستگاه محفظه سرد عمودی با صفحات افقی قالب۲۳

۱-۷-مراحل مختلف کار دستگاه محفظه سرد عمودی با صفحات عمودی قالب۲۳

۱-۸-ماشین دایکاست محفظه گرم مجهز به سیستم خلأ.۲۵

۱-۹-سیستم هیدرولیک با استفاده از آکومولاتور – روغن – گاز …۲۶

۱-۱۰-سیستم قفل صفحات پرس تشکیل شده از جک هیدرولیک و مکانیزم قفل …۲۷

۱-۱۱-سیستم قفل صفحات پرس با استفاده از سطوح شیبدار متحرک(هیدرولیکی).۲۷

۱-۱۲-دو نوع سیستم پران ، مورد استفاده در دستگاههای دایکاست۲۹

۱-۱۳-سیستم پران.۳۰

۲-۱- ساختمان یک قالب دایکاست..۳۳

۲-۲- اجزای تشکیل دهنده یک قالب دایکاست۳۳

۲-۳- قالب برای دستگاه محفظه گرم با سیستم پران چرخ و دنده شانه ای۳۴

۲-۴- قالب تک حفره ای برای استفاده روی دستگاه محفظه گرم.. ۳۷

۲-۵- قالب چند حفره ای..۳۸

۲-۶- قالب با حفره های مختلف برای قطعات مختلف.۳۹

۲-۷- شکل قالب دایکاست با حفره های قابل تعویض.۴۰

۳-۱- مقطع یک کوره گاز سوز انعکاسی برای تولید مذاب آلومینیوم……………………………………………..۴۴

۳-۲- روش انتقال مکانیزه مذاب از کوره به سیلندر یک ماشین محفظه سرد..۵۰

۳-۳- استفاده از سیستم فشار برای نگهداری و دستیابی به مذاب تمیز و انتفال آن به سیلندر تزریق..۵۱

۳-۴- سیستم خلأ برای انتقال مذاب به سیلندر تزریق یک ماشین محفظه سرد..۵۱

۳-۵- سیستم تغذیه ثقلی برای انتقال آلیاژ منیزیم به سیلندر تزریق۵۲

۳-۶- پمپ سانتیفیوژ فشار ثابت برای تزریق مذاب آلیاژ منیزیم به درون سیلندر فشار محفظه ماشین۵۳

۹-۱- عیب سرد جوشی۷۱

۹-۲- عیب سرد نیامد..۷۲

۹-۳- عیب سرد مک گازی۷۳

۹-۴- عیب سرد مک های انقباضی…۷۳

۹-۵- عیب آبلگی۷۴

۹-۶- عیب مک های سوزنی..۷۵

۹-۷- عیب قطره سرد..۷۶

۹-۸- ربز ساختار های آلومینیوم..۹۹

۹-۹- ربز ساختار های آلومینیوم۱۰۰

۱۰-۱- ایجاد سطح منطبق بر مدل مش با فرمان  Automatic Surface102

۱۰-۲- نمایش لبه هاب آزاد  Free Edges  در مدل مش۱۰۲

۱۰-۳- ایجاد سطح منطبق بر مدل مش با فرمان Automatic Surface.102

۱۰-۴- محفظه گردش آب یا  Waterjoct..103

۱۰-۵- ماهیچه واتر ژاکت۱۰۳

۱۰-۶- ماهیچه پورت ورودی هوا…۱۰۳

۱۰-۷- ماهیچه پورت خروجی دود.۱۰۴

۱۰-۸- نمونه سر سیلندر برش خورده جهت..۱۰۴

۱۰-۹- برش قسمت پورت دود..۱۰۵

۱۰-۱۰- شکل برش خورده سر سیلندر جهت اسکن سه بعدی۱۰۵

۱۰-۱۱- شکل برش خورده قسمت سوپاپ سر سیلندر..۱۰۵

۱۰-۱۲- قالب و تعداد راهگاههای واتر ژاکت..۱۰۶

۱۰-۱۳- قالب و تعداد راهگاههای واتر ژاکت..۱۰۷

۱۰-۱۴- کفه پایین قالب واتر ژاکت۱۰۷

۱۰-۱۵- قالب ماهیچه پورت ورودی هوا در حالت انفجاری.۱۰۷

۱۰-۱۶- قالب ماهیچه پورت خروجی دود در حالت انفجاری…۱۰۸

۱۰-۱۷-شبیه سازی ریخته گری سرسیلندر..۱۰۹

۱۰-۱۸- شبیه سازی مداب ریزی  سرسیلندر۱۰۹

۱۰-۱۹- ابر نقاط یک اتومبیل پورشه ….۱۱۰

۱۰-۲۰- داده برداری از بدنه یک اتومبیل فراری ۱۱۱

۱۰-۲۱- فایل ابر نقاط اتومبیل فراری..۱۱۱

۱۰-۲۲- مدل مش۱۱۲

۱۰-۲۳- سه گوش های حاصل از اتصال نقاط به یکدیگر…۱۱۳

۱۰-۲۴- یک اسکن…۱۱۳

۱۰-۲۵- مجموعه سیم های ایجاد شده توسط آن۱۱۳

۱۰-۲۶- مدل مش۱۱۴

۱۰-۲۷- مدل سطح سپر یک اتومبیل.۱۱۴

۱۰-۲۸- شمای کلی دستگاه دایکاست فشارقوی.۱۱۶

۱۰-۲۹- شمای کلی دستگاه دایکاست فشارضعیف..۱۱۶

۱۰-۳۰- مکانیزم دستگاه دایکاست فشارضعیف..۱۱۷

فهرست جداول

۲-۱- فولادهای مناسب برای حفره های اصلی قالب…۴۱

۲-۲- انتخاب فولاد مناسب۴۱

۳-۱- ترکیبات مختلف از انواع آلیاژها۴۷

۴-۱- خواص مکانیکی آلیاژهای ریختگی۶۸

فهرست نمودار

۸-۱- فازهای یوتکتیک و اصلی آلیاژ     si- Al ..61

۸-۲- رسوب های بین فلزی آلیاژ  si- Al..61

۸-۳- تاثیرات ریز ساختارهای اولیه و یوتکتیک si- Al……63

۸-۴- رفتار خستگی آلیاژهای  cu – Mg – Zn – Al .64

۸-۵- افزایش سیلیکون در آلیاژ  si- Al …65

۸-۶- روش هایی برای بهبود خواص آلیاژ si- Al ….66

چکیده :

هدف از جمع آوری و تدوین پروژه رسیدن به اهداف صنعت روز ریخته گری کشورمان بوده که توانایی دانشجویان را در چر خاندن گوشه ای  از چرخه ی صنعت کشورمان را بسنجد.

در ضمن با آوردن  پروژه های کاربردی و مورد نیاز صنعت بتوان کمکی را به صنعت و دانشگاه کرده باشیم تا حلقه ی گمشده بین دانشگاه و صنعت را جوش دهیم .

این پروژه در مورد مهندسی معکوس و طراحی ریخته گری یک سر سیلندر خودرو و انواع قطعات و قالب  و ماهیچه های ریخته گری و دستگاه های دایکاست سر سیلندر به طور تخصصی و مورد نیاز جهت اجرای پروژه های اشتغال زا و عملی ریخته گری در داخل و خارج کشور است . در حال حاضر کشور تولید سر سیلندر با کشورهایی همچون کره و هند در رقابت بوده که امیدواریم این پروژه بتواند کمکی را به صنعتگران زمینه ریخته گری کرده باشد تا از خروج ارز از کشورمان جلوگیری شود.

فصل اول

آشنایی با ماشین های دایکاست

۱-۱- انواع ماشینهای دایکاست

ماشینهای دایکاست بطورکلی به دو نوع هستند :

۱- ماشینهای تزریق با محفظه (سیلندر) گرم

۲- ماشینهای تزریق با محفظه (سیلندر) سرد

اگر نقطه ذوب فلز تزریقی پایین بوده و به سیستم پمپ آسیب نرساند،پمپ می تواند مستقیماً در فلز مذاب قرار گیرد . به این سیستم،تزریق با محفظه گرم می گویند . در صورتی که فلز مذاب به سیستم،پمپاژ آسیب برساند دستگاه پمپاژ نباید مستقیماً در فلز مذاب باشد . به این سیستم،تزریق با محفظه سرد می گویند .

۱-۱-۱- ماشینهای دایکاست با سیستم تزریق محفظه گرم

سیستمی که در شکل (۱-۱،۱-۲)نشان داده شده است یک سیستم دایکاست محفظه گرم می باشد . همان طوری که در شکل دیده می شودمجرای گردن غازی سیلندر تزریق در مواد مذاب غوطه ور می باشد و در نتیجه در درجه حرارتی معادل نقطه ذوب مواد تزریقی کار می کند .

در این سیستم مواد مذاب در حداقل زمان و در حداقل افت حرارت به داخل حفره قالب تزریق می شوند . در حالی که پیستون در بالا قرار دارد ،مواد مذاب به داخل سیلندر فشار یا سیلندر تزریق راه یافته و پس از پایین آمدن پیستون ابتدا دریچه تغذیه بسته شده سپس مواد مذاب با فشار از طریق مجرای گردن غازی به داخل حفره راه می یابد . پس از گذشت زمان لازم جهت انجماد مواد ، پیستون دوباره بالا رفته و مواد جدید برای تزریق بعدی وارد سیلندر تزریق می گردد . نیروی لازم که به پیستون تزریق منتقل می شود،بسته به طرح دستگاه می تواند پنوماتیک و یا هیدرولیک باشد. قطعات مختلف از وزن چند گرم تا نزدیک به ۲۵ کیلوگرم را می توان با این سیستم تولید نمود .

در این روش با تغییر اندازه مجرای گردن غازی قطعات با وزن متفاوت را می توان تولید نمود . وزن قطعاتی که می توان با این روش تزریق  کرد بستگی به عوامل زیر دارد .

۱-    آلیاژمورد تزریق

۲-    اندازه سطح خارجی قطعه

۳-    نیرویی که دو کفه قالب را بسته نگاه می دارد .

بسته به طرح دستگاه و متغیر های عمل تزریق با این سیستم می توان از ۵۰ تا۵۰۰  ضرب در ساعت تزریق نمود ، البته با ماشینهای ویژه طرح zipper تا ۲۰۰۰  و  ۵۰۰۰ وحتی ۱۸۰۰۰ ضرب در ساعت را می توان تزریق کرد . مجرای گردن غازی از چدن خاکستری و یا چدن آلیاژی نشکن و یا فولاد ریخته گری ساخته می شود . نوع مواد بستگی به فشار دستگاه ، مواد تزریقی و قیمت دستگاه دارد . در هر صورت مواد مورد استفاده برای ساخت این قسمت ها می باید در  مقابل حرارت و سایش مقاوم باشند . معمولاً مجرای گردن غازی دارای نازل قابل تعویض می باشد تا در صورت فرسوده شدن تعویض گردد ، زیرا آب بندی نازل با قسمت تزریق قالب از اهمیت بالایی برخوردار است . برای ساخت پوسته های داخلی  مجاری  عبور مذاب  از  فولاد گرمکار  نوع H13 یا فولاد گرمکار نیتروژه شده ویا فولاد نسوز ضد زنگ استفاده می شود . نازل باید دارای مقاومت در مقابل حرارت فشار و سایش باشد،و معمولاً از چدن آلیاژی ، فولاد گرمکارH13 و یا فولاد نسوز ضد زنگ ساخته می شود .

سمبه تزریق این سیستم دایکاست معمولاً از چدن آلیاژی ساخته می شود و می توان بدون عملیات سختکاری آن را مورد استفاده قرار داد . برای  اعمال فشار  بهتر برخی اوقات روی سمبه تزریق ، رینگ (شبیه رینگ پیستون اتومبیل) تعبیه می شود . برای افزایش عمر سیلندر تزریق، سطح داخل آن را تا ۰.۷ میلیمتر اضافه تر از اندازه معمول می تراشند . پس از این عمل نسبت به اندازه نهایی سیلندر، قطر سمبه ( بارینگ و یا بدون رینگ ) انتخاب می شود لقی بین سمبه تزریق و سیلندر بین ۰.۰۰۲ تا ۰.۰۳ میلیمتر به ازای هر سانتیمتر قطر سیلندر پیشنهاد می شود .

۱-۱-۲- دستگاه دایکاست با سیستم محفظه سرد افقی

در شکل (۱-۳) شمای کلی دستگاه نشان داده شده است در این سیستم محفظه تزریق به صورت سرد عمل کرده و فقط از حرارت مواد مذاب که در داخل آن ریخته می شود حرارت می گیرد . قسمت پیشانی پیستون تزریق برای مقاومت در برابر مواد مذاب با آب خنک می شود جهت تسهیل در امر ریختن موادمذاب ، محفظه تزریق به صورت افقی قرار گرفته و در بالای آن یک سوراخ بارگیری تعبیه شده است . در شکل (۱-۴) مراحل مختلف عمل تزریق با این سیستم نمایش داده شده است . در مرحله یک  دو کفه قالب بسته بوده و پیستون در عقب ترین موضع خود قرار دارد ، به صورتی که سوراخ بارگیری کاملا ًباز می باشد . در مرحله دوم پیستون شروع به حرکت کرده ،ابتدا سوراخ بارگیری را مسدود نموده و سپس مواد مذاب را با فشار به سوی قالب می راند . در آخرین مرحله یعنی در مرحله سوم پس از آنکه زمان مناسبی به مذاب داده شد که منجمد شود دو کفه قالب از یکدیگر باز می شوند .

همزمان پیستون باز هم قدری جلو می آید که اولاً پولک منجمد شده در قسمت جلوی سیلندر را بیرون بیاورد و ثانیاًکمک کند پس از اتمام این مراحل ،قطعه ازقالب بیرون پران شده ، دو کفه قالب بسته شود ،پیستون عقب آید و دستگاه آماده تکرار مراحل فوق و تزریق بعدی شود .

سیستم ترزیق با محفظه سرد  تقریباً برای ترزیق کلیه  فلزاتی مورد  استفاده  قرار  می گیرد  که قالب دایکاست را دارا می باشند.ولی معمولاً برای ترزیق آلومینیوم ,منزیم وآلیاژهای مس استفاده می شود.مهمترین مزیت این سیستم این است که اولاً اثرات حرارت فلز مذاب روی بخش ترزیق دستگاه ناچیز است و ثانیاً با این سیستم , فشار ترزیق را می توان بمراتب بالا برد.این سیستم برای فشار از ( kg) 500 تا ۲۰۰۰ طراحی شده است ولی در سیستمهای ویژه آزمایش فشار در حد ۳۰۰۰ هم امتحان شده است این در حالی است که بیشتر دستورالعمل های طراحی قالب فشار۳۰۰   تا ۶۰۰ برای ترزیق آلومینیوم وفشار حدود( kg)  ۱۴۰ برای ترزیق آلیاژهای روی پیشنهاد کرده است.

مهمترین محدودیتهای این سیستم عبارتند از :

۱-    لزوم داشتن وسایل جانبی جهت تهیه ذوب وانتقال آن به سیلندر ترزیق

۲-    طولانی تر بودن مراحل مختلف ترزیق به دلیل جدا بودن وسایل جنبی از دستگاه

۳-    امکان ایجاد نقص در قطعه تولیدی به دلیل افت درجه مذاب

اندازه سیلندر وپیستون ترزیق بستگی به حجم ماده ای دارد که برای ترزیق مورد نیاز است.اگر سیلندر ترزیق بیش از اندازه بزرگ باشد مواد مذاب در کف آن قرار می گیرد و احتمال این که حبابهای هوا در سیلندر محبوس شوند زیاد خواهد بود. از طرفی اگر سیلندر ترزیق بیش از اندازه کوچک باشد, مقدار مذاب کمتر ازمقدار مورد نیاز برای ترزیق قطعه  خواهد بود و ممکن است مقداری از مذاب در مرحله شروع حرکت پیستون از سوراخ بارگیری به بیرون پاشیده شود.لذا

در طراحی سیستم ترزیق و در تنظیم محل پیستون ترزیق سعی بر آن است که در مرحله اول پیستون ترزیق سوراخ بارگیری را ببندد.حتی در بعضی طرحها ابتدا پیستون ترزیق آهسته حرکت کرده , سوراخ بارگیری را می پوشاند و سپس با سرعت خیلی بیشتر ادامه مسیر داده و مذاب را به داخل قالب ,ترزیق می کند.