Câu hỏi: Ưu nhược điểm của công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc
Trả lời:
* Bản chất: Là rót kim loại vào khuôn, sau khi kim loại lỏng kết tinh và nguội người ta nhận được vật đúc có hình dạng và kích thước của lòng khuôn.
* Ưu điểm:
- Đúc được tất cả các kim loại và hợp kim khác nhau.
- Đúc được các vật có khối lượng, kích thước rất nhỏ và rất lớn.
- Tạo ra được các vật mà các phương pháp khác không tạo ra được [rỗng, hốc bên trong].
- Có nhiều phương pháp đúc có độ chính xác cao, năng suất cao nên giảm được chi phí sản xuất.
* Nhược điểm:
- Tạo ra các khuyết tật như: Rỗ khí, rỗ xỉ, lõm co, vật đúc bị nứt...
Cùng Top lời giải tìm hiểu thêm về công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc nhé
1. Thực chất của công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc
Đúc là phương pháp chế tạo phôi bằng cáchđiềnđầy kim loại lỏng vào lòng khuônđúc, sau khi hợp kimđôngđặc thì thuđược sản phẩm có hình dạng kích thước yêu cầu. Sản phẩm của quá trìnhđúcđược gọi làvậtđúc.Vậtđúcđượcđem dùng ngay gọi làchi tiếtđúc[ví dụ: Quả tạ, bi nghiền…], vậtđúc phải qua các phương pháp gia công tiếp theo gọi làphôiđứchaybán thành phẩmđúc.
2.Đặcđiểm của công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc
– Vật liệuđúc rất rộng rãi [vật liệu nấu chảyđược là có thểđúcđược] như kim loại, hợp kim, vật liệu phi kim [cao su, chất dẻo, paraphin…].
– Khối lượng, kích thước vậtđúc có thể từ rất nhỏđến rất lớn [từ vài gamđến hàng tấn, từ vài mmđến hàng chục m].
– Vậtđúc có hình dáng phức tạp mà phương pháp chế tạo khác khó thực hiện hoặc không chế tạođược.
– Công nghệđúcđơn giản, trang thiết bị không phức tạp lắm, vốnđầu tưít, giá thành hạ. Khi sử dụng thiết bị và công nghệ cao cũng có thể tạo ra vậtđúc cóđộ chính xác cao với năng suất cao.
– Vậtđúc có nhiều khuyết tật: tổ chức dạng hạt, cơ tính khôngđồngđều làm giảm khả năng chịu lực;đúc trong khuôn cát cóđộ nhần vàđộ chính xác thấp, dễ rỗ khí, rỗ xỉ, lẫn tạp chất, nứt, lượng dư gia công lớn, tốn vật liệu…
Sản xuấtđúc có từ rất lâu, ngày càng hoàn thiện hơnđể tạo ra vậtđúc với hình dáng phức tạp, khối lượng và kích thước lớn,độ chính xác cao. Sản phẩmđúcđược dùng nhiều trong các ngành công nghiệp và dân dụng [chi tiết chịu nén, tải trọng tĩnh, tải trọng phức tạp, khối lượng lớn bằng gang, thép…].
3. Đúc trong khuôn kim loại
Thực chất đúc trong khuôn kim loại là điền đầy kim loại lỏng vào khuôn chế tạo bằng kim loại. Do khuôn kim loại có tính chất cơ lý khác vật liệu khuôn cát nên nó có những đặc điểm sau:
-Ưu điểm:
+ Tốc độ kết tinh của hợp kim đúc lớn nhờ khả năng trao đổi nhiệt của hợp kim lỏng với thành khuôn cao, do đó cơ tính của vật đúc đảm bảo tốt.
+ Độ bóng bề mặt, độ chính xác của lòng khuôn cao nên tạo ra chất lượng vật đúc tốt.
+ Tuổi thọ của khuôn kim loại cao.
+ Do tiết kiệm được thời gian làm khuôn nên nâng cao năng suất, giảm giá thành.
-Nhược điểm:
+ Khuôn kim loại không đúc được các vật đúc quá phức tạp, thành mỏng và khối lượng lớn
+ Khuôn kim loại không có tính lún và không có khả năng thoát khí. Điều này sẽ gây ra những khuyết tật của vật đúc.
+ Giá thành chế tạo khuôn cao.
+ Phương pháp này chỉ thích hợp trong dạng sản xuất hàng loạt với vật đúc đơn giản, nhỏ hoặc trung bình.
4. Đúc ly tâm
Đúc ly tâm là phương pháp đúc trong đó kim loại lỏng được đổ vào khuôn quay và chứa đầy khuôn dưới tác dụng của lực ly tâm.Do chuyển động ly tâm làm cho kim loại lỏng lấp đầy khuôn theo hướng xuyên tâm và tạo thành bề mặt tự do của vật đúc, nên có thể thu được lỗ bên trong hình trụ mà không cần lõi, rất hữu ích cho việc loại bỏ khí và vùi trong kim loại lỏng và ảnh hưởng đến quá trình kết tinh của kim loại, do đó cải thiện tính chất cơ học và vật lý của vật đúc.
- Ưu điểm của đúc ly tâm:
+ Hầu như không có tiêu thụ kim loại trong hệ thống gating và hệ thống riser để cải thiện năng suất quá trình.
+ Lõi không thể được sử dụng trong sản xuất vật đúc rỗng, do đó khả năng lấp đầy kim loại có thể được cải thiện đáng kể trong quá trình sản xuất phôi đúc đang phát triển.
+ Đúc có mật độ cao, ít khuyết tật như lỗ thông hơi và bao gồm xỉ, và tính chất cơ học cao.
+ Nó rất dễ dàng để sản xuất đúc kim loại và tay áo đúc kim loại composite.
- Nhược điểm:
+ Có một số hạn chế trong sản xuất vật đúc có hình dạng đặc biệt.
+ Đường kính của lỗ bên trong không chính xác, bề mặt của lỗ bên trong gồ ghề, chất lượng kém và phụ cấp gia công lớn.
+ Phân biệt trọng lực riêng dễ xảy ra trong vật đúc.
5. Đúc áp lực
Khi hợp kim lỏngđượcđiềnđầy vào lòng khuôn dưới áp lực nhấtđịnh thì gọi làđúc áp lực. Tùy theo yêu cầu, áp lực có thể nhỏ bằng cách hút chân không lòng khuôn gọi làđúc áp lực thấp hoặc áp lực lớn tạo ra bởi píttông gọi làđúc áp lựccao.
- Ưuđiểm:
+ Đúcđược vậtđúc phức tạp, thành mỏng [1¸5mm]đúcđược các loại lỗ có kích thước nhỏ.
+ Độ bóng vàđộ chính xác cao.
+ Cơ tính vậtđúc cao nhờ mậtđộ vậtđúc lớn.
+ Năng suất cao nhờđiềnđầy nhanh và khả năng cơ khí hóa thuận lợi.
-Nhượcđiểm
+ Không dùngđược thao cát vì dòng chảy có áp lực. Dođó hình dạng lỗ hoặc mặt trong phảiđơn giản.
+ Khuônđúc áp lựcchóng bị mài mòn do dòng chảy có áp lực của hợp kimở nhiệtđộ cao.
6. Đúc khuôn mẫu chảy
Đây là một dạng đúc đặc biệt trong khuôn dùng một lần. Thực chất của đúc theo khuôn mẫu chảy tương tự như đúc khuôn cát. Nhưng cần phân biệt hai điểm sau đây:
Lòng khuôn được tạo ra nhờ mẫu là vật liệu dễ bị chảy. Do đó việc lấy mẫu ra khỏi lòng khuôn thực hiện bằng nung chảy mẫu rồi rót ra theo hệ thống rót.
Vật liệu chế tạo khuôn bằng chất liệu đặc biệt nên chỉ cần độ dày nhỏ [6¸8mm] nhưng rất bền, thông khí tốt, chịu nhiệt.
Những đặc điểm của đúc theo khuôn mẫu chảy là:
-Ưu điểm:
+ Vật liệu đúc có độ chính xác cao nhờ lòng khuôn không phải lắp ráp theo mặt phân khuôn, không cần chế tạo thao riêng.
+ Độ nhẵn bề mặt bảo đảm do bề mặt lòng khuôn nhẵn, không cháy khuôn …
+ Vật đúc có thể là vật liệu khó nóng chảy, nhiệt độ rót cao.
-Nhược điểm:
+ Quy trình chế tạo một vật đúc gồm nhiều công đoạn nên năng suất không cao. Do vậy người ta phải cần cơ khí hóa hoặc tự động hóa quá trình sản xuất.
+ Đúc theo khuôn mẫu chảy chỉ thích hợp để chế tạo các vật đúc với kim loại quý cần phải tiết kiệm, những chi tiết đòi hỏi chính xác cao…
Công nghệ là một bộ môn khoa học thực nghiệm trong chương trình học bậc trung học phổ thông, với phương pháp đào tạo kết hợp giữa lý thuyết và kỹ năng thực hành cho học sinh, nhằm mục tiêu giúp học sinh say mê khoa học kỹ thuật, biết áp dụng khoa học kỹ thuật trong lao động thực tiễn và thực nhiệm vụ hướng nghiệp cho học sinh. Tuy nhiên thực tế trong việc dạy và học môn học này ở trường THPT, nhìn chung chưa đạt được hiệu quả cao và chưa đáp ứng được mục tiêu của môn học.
Có nhiều nguyên nhân dẫn đến thực tế trên như: tâm lý học sinh chỉ tập trung vào các bộ môn khoa học tự nhiên, xã hội & nhân văn chưa hứng thú với bộ môn khoa học thực nghiệm, cơ sở vật chất, thiết bị dạy học phục vụ cho môn học chưa đầy đủ. Hơn nữa trong số môn học trong trường phổ thông đây là môn học có thời lượng ít, phần nào cũng có khó khăn trong việc truyền thụ kiến thức của giáo viên cũng như việc tiếp thu kiến thức của học sinh.
Với nội dung Công nghệ chế tạo phôi của môn Công nghệ lớp 11 là một nội dung “khó”, khó cho người dạy [giáo viên] và cũng khó cho người học [học sinh] vì trong sách giáo khoa chỉ đưa ra các khái niệm và hai hình vẽ về dụng cụ được sử dụng trong phương pháp gia công áp lực và hàn. Nếu giáo viên chỉ dạy “chay” thì học sinh sẽ không hiểu được bản chất của từng phương pháp gia công và cũng không hiểu quy trình chế tạo một sản phẩm nào đó theo các phương pháp gia công đã học, dẫn đến học sinh không thích học.
Để nâng cao hiệu quả và đáp ứng được mục tiêu đào tạo của bộ môn Công nghệ bậc THPT nói chung, phần công nghệ chế tạo phôi nói riêng, đòi hỏi giáo viên giảng dạy bộ môn phải ứng dụng tốt công nghệ thông tin trong các bài giảng của mình.
- Việc lên lớp của giáo viên không có đồ dựng dạy học hoặc đồ dựng dạy học không đáp ứng đủ các nội dung bài học. Giáo viên sử dụng chủ yếu phương pháp thuyết trình do đó không thể làm rõ nội dung bài học, không đủ thời gian để thực hiện hết nội dung chương trình SGK.
- Trong quá trình giảng dạy tôi nhận thấy nhiều em không coi trọng môn học này, một số học sinh cho rằng: Môn Công nghệ không quan trọng, không thi tốt nghiệp. Một số em lại cho rằng: Môn công nghệ là một môn khô khan, khó hiểu, khó học. Nhận thức trên cho thấy: Nhược điểm chung của học sinh phổ thông là chưa hiểu rõ bản chất của bộ môn, chưa biết cách học nên không hứng thú học tập môn này.
Sử dụng có hiệu quả các thiết bị dạy học, ứng dụng công nghệ thông tin nhằm:
- Góp phần hướng dẫn và đẩy mạnh hoạt động nhận thức của học sinh, giúp học sinh nhận thức bài học nhanh hơn để nâng cao chất lượng dạy và học.
- Kích thích sự hứng thú học tập, tính tích cực chủ động trong nhận thức của học sinh. Phát triển trí tuệ và rèn luyện kỹ năng sáng tạo hoạt động cho học sinh.
Tôi nghiên cứu và xây dựng các bài giảng điện tử về nội dung Công nghệ chế tạo phôi, tìm trên mạng internet các thông tin có liên quan đến bài dạy. Các đoạn phim về quá trình chế tạo phôi bằng phương pháp đúc, phương pháp gia công áp lực [rèn tự do, rèn khuôn], phương pháp hàn. Hình ảnh về các sản phẩm của các phương pháp gia công đó. Sau đó vận dụng vào bài giảng, cụ thể như sau:
a. Công nghệ chế tạo chế tạo phôi bằng phương pháp đúc
- Khi giảng dạy nội dung Công nghệ chế tạo chế tạo phôi bằng phương pháp đúc. Cho học sinh quan sát đoạn phim về quá trình đúc đồng thời giảng giải, từ đó học sinh có thể tự rút ra bản chất của phương pháp đúc. Sau đó, giáo viên bổ sung về kết luận về bản chất của công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc. Giáo viên cầu học sinh kể tên các sản phẩm của quá trình đúc. Và cho học sinh quan sát một số hình ảnh về sản phẩm đúc trong thực tế: tượng đài chiến thắng Điện Biên Phủ, tượng Bác Hồ, chuông chùa, tượng phật, quả tạ tập thể dục của học sinh…
Tượng đài chiến thắng Điện Biên Phủ
Tượng Bác Hồ
Tượng, chuông chùa
- Khi giảng về công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc trong khuôn cát. Trong sách giáo khoa chỉ có sơ đồ quá trình đúc nên học sinh khó hiểu và khó hình dung ra các bước tiến hành đúc trong khuôn cát. Giáo viên cho học sinh quan sát đoạn phim về quá trình đúc trong khuôn cát đồng thời giải thích luôn về các công việc để có thể hoàn thành sản phẩm đúc bằng khuôn cát, từ đó giúp học sinh có thể tự hình dung ra các bước tiến hành đúc trong khuôn cát. Sau đó, giáo viên bổ sung và kết luận.
b. Công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp gia công áp lực
- Hoạt động giới thiệu bản chất của phương pháp gia công áp lực: Sử dụng đoạn phim, cho học sinh quan sát và nêu bản chất của phương pháp gia công áp lực: metal casting at home... Chỉ ra các dụng cụ thường được sử dụng khi gia công áp lực.
- Hoạt động giới thiệu các phương pháp gia công áp lực: rèn tự do, rèn khuôn [dập thể tích] …Với mỗi phương pháp gia công, giáo viên hướng dẫn học sinh quan sát đoạn phim. Sau khi xem hai đoạn phim, học sinh hiểu và có thể tự so sánh được sự giống và khác nhau giữa rèn tự do và rèn khuôn.
- Khi giảng về sản phẩm của gia công áp lực. Giáo viên đưa ra nhiều ví dụ: dao, lưỡi cuốc, kiếm, trục khủy, thanh truyền của ôtô và xe máy … Giáo viên cho học sinh quan sát đồng thời giải thích về đoạn phim mô phỏng quá trình gia công áp lực khối tay biên của ôtô và bánh răng.
- Hoạt động giới thiệu ưu, nhược điểm của phương pháp gia công áp lực: Học sinh quan sát một số hình ảnh về sản phẩm của phương pháp gia công áp lực, sau đó học sinh tự rút ra một vài ưu, nhược điểm của phương pháp. Giáo viên bổ sung và kết luận.
Trục khuỷu, thanh truyền [ Sản phẩm của rèn khuôn – dập thể tích]
Khối tay biên [ Sản phẩm của gia công áp lực]
Bánh răng [ Sản phẩm của gia công áp lực]
c. Công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp hàn
- Hoạt động giới thiệu về bản chất của công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp hàn, hàn hồ quang tay và hàn hơi [hàn khí]. Giáo viên cho học sinh quan các đoạn phim và giải thích, từ đó học sinh có thể tự rút ra bản chất của từng phương pháp.
- Hoạt động tìm hiểu về ưu, nhược điểm của phương pháp hàn: yêu cầu học sinh kể tên, rồi cho học sinh quan sát các hình ảnh về sản phẩm trong thực tế [ bàn ghế, xích đu, giá để đồ, cổng, cửa…]. Từ đó, học sinh có thể tự rút ra các ưu nhược điểm. Giáo viên bổ sung và kết luận.
bàn ghế
Giá để đồ
Giáo viên có thể đặt ra câu hỏi: Trong ba phương pháp chế tạo phôi thì phương pháp nào được sử dụng phổ biến nhất và có vai trò quan trọng nhất?
Học sinh liên hệ thực tế và trả lời.
Sau đó giáo viên kết luận: Mỗi một công nghệ chế tạo phôi đều có những ưu, nhược điểm và phạm vi ứng dụng riêng. Trong thực tế các phương pháp đó đều có vai trò quan trọng không thể thiểu trong ngành chế tạo cơ khí.
Thông qua việc “Ứng dụng công nghệ thông tin vào giảng dạy phần Công nghệ chế tạo phôi” :
- Các em tập trung chú ý nghe giảng hơn.
- Các em nắm vững kiến thức một cách nhanh chóng, hào hứng trả lời những câu hỏi của giáo viên trên lớp.
- Được quan sát các hình ảnh sống động nên các em học sinh liên hệ thực tế dễ dàng hơn, dễ khắc ghi kiến thức hơn.
Việc áp dụng công nghệ thông tin kết hợp với các phương tiện dạy học khác trong quá trình dạy học bộ môn Công nghệ đã góp phần nâng cao chất lượng môn học, đặc biệt nâng cao ý thức học tập của học sinh trong các giờ học đối với bộ môn. Học sinh được học tập sáng tạo, phát triển tốt tư duy kĩ thuật qua đó góp phần làm cho các em say mê nghiên cứu khoa học ứng dụng, định hướng nghề nghiệp cho các em sau khi ra trường.
Nguyễn Thị Hạnh
Tác giả: admin