Hướng dẫn thiết kế công nghệ đúc

khi thiết kế công nghệ một chi tiết đúc,ta phải nghiên cứu bản vẻ chi tiết đúc để hiểu hình dáng.....

Lời nói đầu

Nằm trong ch-ơng trình đào tạo đại học ngành cơ khí của tr-ờng đại học kỹ thuật công nghiệp Kỹ thuật chế tạo máy là môn học kỹ thuật cơ sở giới thiệu các ph-ơng pháp chế tạo phôi và các chi tiết máy dùng trong ngành chế tạo máy và nhiều ngành khác của nền kinh tế quốc dân Môn học cung cấp những kiến thức cơ bản về các quá trình sản xuất đúc, hàn và rèn dập, h-ớng dẫn cách thiết kế công nghệ và chọn dụng cụ, thiết bị để thực hiện các quá trình công nghệ đó

Để thực hiện đ-ợc mục tiêu nêu trên của môn học, gắn học với hành, cùng với việc tiếp nhận các kiến thức qua ch-ơng trình học học tập lý thuyết theo các giáo trình môn học, ng-ời học còn phải thực hiện các bài thí nghiệm và các bài tập thực hành Tài liệu bài tập môn học kỹ thuật chế tạo máy này giúp cho ng-ời học có cơ

sở và điều kiện thuận lợi để thực hiện đ-ợc các bài tập môn học đ-ợc giao trong quá trình học tập, giúp ng-ời học làm quen và có khả năng thiết kế công nghệ chế tạo các loại phôi và chi tiết máy có kết cấu t-ơng đối đơn giản

Tài liệu đ-ợc một tập thể giảng viên của bộ môn Công nghệ kim loại biên soạn, do PTS Lê Cao Thăng làm chủ biên Phân công biên soạn nh- sau:

Phần I: H-ớng dẫn thiết kế công nghệ đúc

Mục A, B và C – PTS Lê Cao ThăngMục D – GV Bùi Ngọc Trân

Phần II: H-ớng dẫn thiết kế công nghệ rèn tự do

GV Vũ Đình TrungPhần III: H-ớng dẫn thiết kế công nghệ dập thể tích trên máy búa

PTS Lê Cao ThăngPhần IV: H-ớng dẫn thiết kế công nghệ hàn nóng chảy

GV Phạm Việt Bình

Để thuận tiện cho việc sử dụng, mỗi phần đ-ợc in thành một tập riêng

Các tác giả mong những tập tài liệu này sẽ giúp ích cho sinh viên trong quá trình học tập tại tr-ờng Tài liệu cũng có thể dùng để tham khảo cho các bạn đồng nghiệp, các kỹ s- trong công tác kỹ thuật

Những ý kiến đóng góp để hiệu chỉnh, bổ sung nâng cao chất l-ợng cho những lần xuất bản sau xin gửi về địa chỉ:

Bộ môn Công nghệ kim loại, khoa Cơ khí, tr-ờng Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên

Phần I - h-ớng dẫn thiết kế công nghệ đúc

Đề bài:

Thiết kế công nghệ đúc chi tiết (đ-ợc chỉ định theo bản vẽ đề bài số ) với các điều kiện sản xuất nhỏ, mẫu gỗ, làm khuôn cát bằng tay Vật liệu chi tiết và vật liệu mẻ kim loại đ-ợc chỉ định theo số đầu đề bài tập

Nhiệm vụ cụ thể:

c) Thuyết minh quá trình làm khuôn

d) Các tính toán: Hệ thống rót, ngót, hơi, mẻ liệu kim loại, lực kẹp giứ hai nửa khuôn

a H-ớng dẫn thực hiện bài tập thiết kế

công nghệ đúc

D-ới đây h-ớng dẫn trình tự các b-ớc tiến hành để làm một bài tập thiết kế công nghệ đúc, chủ yếu dùcho ph-ơng pháp làm khuôn bằng tay để đúc vật đúc gang xám

I Nghiên cứu bản vẽ chi tiết đúc, phân tích tính công nghệcủa nó, đề xuất những kiến nghị sửa đổi hình dạng, kết cấu

cho phù hợp với khả năng của sản xuất đúc

Khi thiết kế công nghệ một chi tiết đúc ta phải nghiên cứu bản vẽ chi tiết đúc

để hiểu hình dáng, kích th-ớc, điều kiện làm việc, vị trí của chi tiết trong máy, đặc

điểm của vật liệu chế tạo chi tiết cũng nh- yêu cầu về cơ lý tính của toàn bộ chi tiết, của từng phần chi tiết, cách gia công chi tiết sau này v.v Tìm hiểu càng đầy

đủ thì bản thiết kế công nghệ càng có chất l-ợng tốt, sản phẩm đúc ra sẽ đạt đ-ợc hiệu quả kinh tế cao, vật đúc ít bị h- hỏng

1 Đọc bản vẽ chi tiết đúc:

Muốn hình dung đ-ợc chi tiết phải đọc kỹ bản vẽ Đó là đòi hỏi tr-ớc tiên đối với ng-ời thiết kế công nghệ đúc Khi hình dung đ-ợc chi tiết đúc một cách đầy đủ mới có điều kiện để chọn mặt phân khuôn, ráp khuôn, thiết kế lõi, đậu ngót và hệ thống rót, vật làm nguội, l-ợng d- gia công và l-ợng d- công nghệ một cách thích hợp nhất đối với quy mô sản xuất và trang thiết bị hiện có của phân x-ởng

2 tìm hiểu điều kiện làm việc của chi tiết :Nghiên cứu điều kiện làm việc của chi tiết đúc để có thể đề ra các biện pháp thích hợp trong quá trình chế tạo vật đúc Ví dụ khi đúc các thân máy công cụ, các

sống tr-ợt là bộ phận rất quan trọng không cho phép có khuyết tật đúc thì phải đặt phần này nằm ở khuôn d-ới v.v

3 nghiên cứu đặc điểm của vật liệu chế tạo và yêu cầu

về cơ lý tính của chi tiết :Mỗi hợp kim đúc đều có đặc điểm riêng về tính đúc, do đó khi thiết kế công nghệ cần phải chú ý để có biện phám công nghệ thích ứng (ví dụ để l-ợng trừ co ở mẫu khác nhau t-ơng ứng với mỗi hợp kim đúc; Chú ý thiết kế hệ thống rót có khả năng điền đầy vật đúc đối với các hợp kim có độ chảy loãng kém; Có biện pháp chống nứt vật đúc đối với các hợp kim truyền nhiệt kém) Dùng ph-ơng pháp đúc

đạt độ chính xác cao để đảm bảo kích th-ớc của chi tiết đúc ra đáp ứng đ-ợc đúng yêu cầu của bản vẽ mà không cần gia công cơ khí với các hợp kim khó gia công cơ khí nh- thép chịu mài mòn (thép mangan cao), thép chịu axit (thép silic)

4 tìm hiểu cách gia công chi tiết, vị trí gá lắp

của chi tiết trong khi gia công cơ khíNhững hiểu biết về cách gia công, vị trí gá lắp chi tiết khi gia công cơ khí sẽ giúp cho ng-ời thiết kế công nghệ đúc trong việc chon mặt phân mẫu, ráp khuôn, quy định các l-ợng d- công nghệ đ-ợc hợp lý, chính xác, cũng nh- tạo điều kiện cho việc gia công cơ khí đ-ợc thuận lợi, chi phí gia công ít và ít bị sai hỏng

5 Đề xuất ý kiến để sửa đổi hình dáng, kết cấu chi tiết đúcSau khi đã đọc bản vẽ chi tiết đúc, tìm hiểu điều kiện làm việc, đặc điểm của vật liệu, cách gia công cơ khí sau khi đúc nếu thấy có phần nào của chi tiết có hình dang và kết cấu không hợp lý (không đảm bảo cho quá trình đúc và quá trình gia công cơ khí tiếp theo đ-ợc thuận lợi, hoặc không đảm bảo đ-ợc chất l-ợng vật

đúc ) thì ng-ời thiết kế công nghệ đúc cần thảo luận và đề xuất với ng-ời thiết kế chi tiết đúc và ng-ời thiết kế gá lắp gia công cơ khí (trong phạm vi sinh viên thực hiện bài tập đúc thì đó là sự thảo luận và đề xuất ý kiến của sinh viên với giáo viên h-ớng dẫn) sự thay đổi hình dáng và kết cấu của chi tiết đúc cho phù hợp với khả năng sản xuất Mọi sự thay đổi hình dáng và kết cấu chi tiết đúc cho phù hợp với công nghệ đúc không đ-ợc làm ảnh h-ởng tới khả năng làm việc của nó

II Thiết kế vật đúc

1 Chọn vị trí vật đúc trong khuôn rót:

Vị trí của vật đúc trong khuôn lúc rót th-ờng chọn theo ph-ơng pháp làm khuôn, cách bố trí hệ thống rót, l-ợng d- gia công cơ khí và l-ợng d- công nghệ, kích th-ớc của hòm khuôn Khi chọn vị trí vật đúc trong khuôn khi rót cần chú ý:

- Những phần quan trọng của chi tiết cần sít chặt, những bề mặt gia công quan trọng, lớn nên đặt ở phần d-ới của khuôn (ví dụ phần sống tr-ợt của thân máy tiện, các bề mặt răng của bánh răng )

- Nếu không thể thực hiện đ-ợc điều nêu trên thì đặt các mặt này dựng đứng hoặc nghiêng để tránh khuyết tật rỗ xỉ, rỗ khí

- Nếu vì nguyên nhân nào đó những mặt gia công quan trọng bắt buộc phải

đặt quay về phía trên thì phải tạo mọi điều kiện để những khuyết tật đúc (rỗ

co, rỗ xỉ, rỗ khí ) chỉ sinh ra ở những phần của vật đúc mà khi đúc có thể cắt bỏ đi (đậu hơi, đậu ngót, phần gia công cơ khí )

- Những vật đúc bằng hợp kim có độ co lớn khi đông nguội thì khi rót phải

đặt ở vị trí có thể đảm bảo cho h-ớng đông của kim loại trong khuôn về phía bổ ngót cho đậu ngót

- Đặt những phần vật đúc có thành mỏng và rộng ở phía d-ới của khuôn hoặc nằm nghiêng lúc rót để tránh các khuyết tật nh- thiếu, khớp của vật đúc

2 chọn vị trí của mẫu khi làm khuôn, chọn mặt

ráp khuôn và mặt phân mẫu:

Việc chọn vị trí của mẫu khi làm khuôn cũng nh- mặt ráp khuôn có ảnh h-ởng lớn đến quá trình kỹ thuật làm khuôn và độ chính xác của vật đúc Chọn mặt ráp khuôn nên căn cứ vào các chỉ dẫn sau đây:

- Đảm bảo cho quá trình làm khuôn đ-ợc dễ dàng, thuận lợi (rút đ-ợc mẫu

ra khỏi khuôn dễ dàng sau khi làm khuôn đảm bảo cho việc sửa khuôn

đ-ợc thuận tiện, việc thao tác khi làm khuôn và khi lắp đ-ợc dễ dàng ) Muốn vậy nên chọn mặt ráp khuôn qua tiết diện lớn nhất; chọn sao cho lòng khuôn rộng và lòng khuôn trên nên chọn nông hơn lòng khuôn d-ới

để giảm chiều cao và trọng l-ợng của nửa khuôn trên

- Mặt ráp khuôn và vị trí của mẫu trong khuôn nên chọn sao cho kết cấu của mẫu đơn giản, càng ít phần lắp rời càng tốt để giảm chi phí chế tạo mẫu và khuôn, đảm bảo độ bền và cứng vững của mẫu

- Mặt ráp khuôn và vị trí của mẫu trong khuôn nên chọn sao cho khuôn chỉ

có một mặt ráp khuôn và mặt ráp khuôn này đồng thời là mặt phân mẫu,

điều đó làm cho cấu tạo khuôc đúc đơn giản, cho phép làm khuôn cả trên máy và vật đúc đạt độ chính xác Để thực hiện chỉ dẫn này có tr-ờng hợp ng-ời ta dùng thêm các lõi để tạo hình bề mặt bên phức tạp của vật đúc (Hình 1)

- Mặt ráp khuôn nên là mặt phẳng Nếu phải dùng đến ụ cát thì ụ cát nên nằm ở khuôn d-ới (Hình 2)

- Mặt ráp khuôn cũng nh- vị trí của mẫu khi làm khuôn nên chọn sao cho số lõi là ít nhất, nếu có thể đ-ợc nên dùng thêm ụ cát thay cho lõi Điều đó làm giảm thời gian chế tạo và lắp ráp lõi, nâng cao độ chính xác của vật

đúc, giảm bavia ở chỗ mối ráp khuôn và lõi (Hình 3) Chiều cao của ụ cát nằm ở phần khuôn d-ới Hd D, còn ụ cát nằm ở phần khuôn trên Htr 0,3D (D là đ-ờng kính của ụ cát) đối với tr-ờng hợp làm khuôn cát t-ơi trên máy Khi làm khuôn bằng tay có thể giảm các trị số này đi gần một nửa

- Mặt ráp khuôn và vị trí của mẫu khi làm khuôn nên chọn sao cho chiều cao chung của khuôn là bé nhất, vì nếu phải dùng mẫu có chiều cao lớn để làm khuôn thì vừa khó rút mẫu ra khỏi khuôn, khuôn dễ sứt vỡ, lại khó lắp đặt lõi vào khuôn, hình dạng vật đúc thay đổi nhiều do độ nghiêng thành vật

đúc lớn Ngoài ra khuôn đúc cao dễ bị phình, khuôn trên dễ bị nổi lên do

áp suất của kim loại lỏng lớn, phải dùng các biện pháp đặc biệt để xử lý

- Mặt ráp khuôn nên chọn sao cho tất cả các lõi đều nằm ở phần khuôn d-ới

để dễ lắp đặt lõi, dễ kiểm tra vị trí của lõi trong khuôn

- Mặt ráp khuôn và vị trí của mẫu trong khuôn nên chọn sao cho toàn bộ hoặc phần lớn các phần vật liệu đúc đòi hỏi độ chính xác và chất l-ợng

đ-ợc nằm trong cùng một hòm khuôn và tốt nhất là cả vật đúc nằm ở khuôn d-ới Các mặt không qua gia công cơ khí, lại không cho phép có độ nghiêng của vật đúc thì không đ-ợc bố trí nằm ở thành bên của khuôn đúc

- Với các vật đúc có khe hẹp hoặc thành mỏng mà chiều rộng hay chiều dày của khe hẹp hay thành cần đảm bảo kích th-ớc chính xác thì mặt ráp khuôn phải chọn sao cho những phần này cùng nằm trong một hòm khuôn để các

Hình 2- Khuôn giá đỡ với mặt ráp khuôn gấp khúc

a) Không đúng- ụ cát 1 treo ở nửa khuôn trên b) Đúng - ụ cát 2 nằm ở nửa khuôn d-ới

Hình 1- Làm khuôn đế bàn xoay của máy

a) Chi tiết; b) Khuôn

kích th-ớc của các phần này không hoặc ít bi thay đổi nhất khi hòm khuôn

3 thành vật đúc- thiết kế chuyển tiếp thành vật đúc

Thành vật đúc nối liền các bộ phận làm việc cơ bản của vật đúc với nhau tạo nên một kết cấu vững chắc Chiều dày thành vật đúc đ-ợc thiết kế không chỉ dựa vào yêu cầu làm việc của chúng mà còn phải đảm bảo đ-ợc khả năng có thể đúc

đ-ợc Dùng hợp kim có độ chảy loãng cao có thể đúc đ-ợc những vật đúc có thành mỏng

Khi thiết kế công nghệ đúc cần căn cứ vào bảng B1 để kiểm tra xem với chiều dày các thành của chi tiết cần đúc có đúc đ-ợc không Nếu có thành nào của vật

đúc quá mỏng không đúc đ-ợc thì phải sửa đổi kết cấu hoặc có những biện pháp

Hình 3- Làm khuôn chân bệ máy

a) Hình vẽ chân bệ ; b) Khuôn có lõi ; c) Khuôn có ụ cát

Hình 4- Khuôn vành đ-ờng kính 3m dày 25mm làm d-ới nền

a) Không đúng- có thể hỏng nếu lệch hòm; b) Đúng

Giữa các thành vật đúc có phần chuyển tiếp Nếu các thành vật đúc có chiều dày gần bằng nhau thì sự chuyển tiếp đơn giản chỉ là những góc l-ợn với bán kính thích hợp để khuôn không bị vỡ khi rút mẫu và vật đúc không bị nứt khi hợp kim

đúc kết tinh và đông đặc trong khuôn trong tr-ờng hợp chiều dày các thành vật đúc khác nhau nhiều thì phải thiết kế phần chuyển tiếp (bảng B2)

4 Sai lệch cho phép về kích th-ớc, khối l-ợng

của vật đúc và l-ợng d-:

4.1 sai lệch về kích th-ớc và khối l-ợng:

Khi chế tạo vật đúc bao giờ cũng có sự sai lệch giữa kích th-ớc, khối l-ợng danh nghĩa và thực tế, sai lệch này phụ thuộc vào dạng sản xuất, trình độ công nhân mộc mẫu, làm khuôn, làm lõi và lắp ráp

- Bảng B3 giới thiệu các giá trị sai lệch cho phép về kích th-ớc đối với vật

đúc đ-ợc chia ra làm ba cấp chính xác Độ chính xác cấp I dùng cho sản xuất hàng loạt lớn, sử dụng mẫu kim loại và máy để làm khuôn đúc Độ chính xác cấp II dùng cho sản xuất hàng loạt vừa Độ chính xác cấp III là sản xuất đơn chiếc, làm khuôn bằng tay với mẫu gỗ

Số l-ợng sản phẩm cần đúc là thông số quan trọng để đ-a vào đó mà định ra dạng sản xuất Với các vật đúc cỡ nhỏ (khối l-ợng < 100 kg) và cỡ trung bình (khối l-ợng đến 500 kg) số l-ợng cần thiết để tổ chức sản xuất theo dạng sản xuất hàng loạt lớn là trên 1000 vật đúc, hàng loạt vừa là từ 100 đến 1000 vật đúc, sản xuất

đơn chiếc và loạt nhỏ là d-ới 100 vật đúc Với các vật đúc cỡ lớn (khối l-ợng trên

500 kg) số l-ợng vật đúc cần thiết để tổ chức sản xuất theo các loại hình trên có thể lấy giảm đi 20  40 % so với tr-ờng hợp các vật đúc trung bình và nhỏ

Trong các bảng kể trên giới hạn sai lệch trên của vật đúc là độ sai khác giữa kích th-ớc (hay khối l-ợng) cho phép lớn nhất và kích th-ớc (hay khối l-ợng) danh nghĩa trên bản vẽ và đ-ợc ghi bằng dấu (+) Giới hạn sai lệch d-ới là độ sai khác giữa kích th-ớc (khối l-ợng) danh nghĩa với kích th-ớc (khối l-ợng) cho phép bé nhất và đ-ợc ghi bằng dấu (-)

4.2 l-ợng d- gia công cơ khí:

L-ợng d- gia công cơ khí là phần kim loại để dôi ra trên các bề mặt của vật

đúc để sau khi gia công cơ khí cắt bỏ lớp kim loại này đi sẽ nhận đ-ợc chi tiết máy

có độ chính xác kích th-ớc và độ bóng bề mặt yêu cầu Khi chọ giá trị l-ợng d- gia công cơ khí cần căn cứ vào cấp chính xác của vật đúc, vị trí bề mặt cần để l-ợng d- khi đúc, độ phức tạp của loại hợp kim đúc Ngoài ra l-ợng d- gia công cơ khí đ-ợc chọn cũng cần căn cứ vào loại hợp kim đúc, kích th-ớc vật đúc, dạng sản xuất.Với các vật đúc bằng gang xám, có thể chọn l-ợng d- gia công cơ khí theo

trong mỗi nhóm vật đúc lại đ-ợc chia ra loại đơn giản và phức tạp Các giá trị l-ợng d- trong bảng này áp dụng đối với các mặt d-ới và mặt cạnh của vật đúc theo vị trí khi rót Đối với các mặt trên của vật đúc nhóm 2 nên lấy l-ợng d- theo nhóm 3, còn đối với mặt trên của vật đúc thuộc nhóm 3 l-ợng d- đ-ợc tuỳ theo ph-ơng pháp chế tạo vật đúc nên không ghi ở bảng.

Bảng 7 là giá trị l-ợng d- gia công cơ khí quy định theo tiêu chuẩn Việt Nam.L-ợng d- gia công cơ khí các lỗ lắp ghép của vật đúc bằng gang xám nêu ở bảng B8 Khi gia công các lỗ có chiều dài gấp năm lần đ-ờng kính thì l-ợng d- đối với nhóm 1 và 2 đ-ợc xác định t-ơng ứng theo nhóm 2 và 3, còn l-ợng d- đối với nhóm 3 tăng lên tuỳ theo ph-ơng pháp đúc

Kích th-ớc bé nhất của những lỗ không gia công trong các vật đúc gang chế tạo bằng cát, tính bằng mm nh- sau:

Chiều dày thành vật đúc 6  10 20  30 40  50

Đối với vật đúc bằng thép lấy trị số lớn hơn một chút

Kích th-ớc lớn nhất của lỗ gia công bằng cách khoan vật đúc đặc, th-ờng lấy bằng 20mm trong sản xuất lớn , 30mm trong sản xuất hàng loạt vừa, 40mm trong sản xuất đơn chiếc

Khi xác định giá trị l-ợng d- gia công cơ khí cần chú ý là nếu l-ợng d- gia công quá lớn sẽ không có lợi vì làm tăng khối l-ợng vật đúc và tăng chi phí cho quá trình gia công Nh-ng nếu l-ợng d- gia công quá nhỏ cũng không có lợi vì có thể tăng phế phẩm, làm dao cắt chóng bị mài mòn do cắt trực tiếp lớp vỏ cứng bề mặt vật đúc và th-ờng làm giảm 30  60 % tốc độ cắt gọt, kéo dài thời gian gia công

4.3 l-ợng trừ co:

Các bảng l-ợng d- gia công kể trên không tính đến l-ợng d- cần thiết để bù trừ cho sự biến dạng của vật đúc, sự thay đổi kích th-ớc do vật đúc bị cong vênh, cũng nh- không tính đến sự co ngót Trong thực tế khi kết tinh và làm nguội vật

đúc bao giờ cũng bị co ngót Bảng B9 trình bày những trị số của độ co theo chiều dài của các hợp kim đúc khác nhau Các trị số nhỏ dùng cho các vật đúc có lõi lớn,

có các ụ cát và các phần lõi cản trở sự co, các trị số lớn dùng cho các vật đúc đơn giản, co tự do

Khi chế tạo các vật đúc có kích th-ớc lớn từ các hợp kim co nhiều cần phải xác định chính xác l-ợng co, vì nếu sai sót nhỏ trong đánh giá l-ợng co cũng có thể gây ra sai lệch lớn về kích th-ớc, sai lệch lớn nh- vậy không thể dồn đ-ợc trong giới hạn của l-ợng d- gia công Do đó có thể phải loại bỏ vật đúc hoặc phải sửa chữa rất tốn kém Sai số về độ co không chỉ làm thay đổi các kích th-ớc dài của vật

đúc mà còn làm xê dịch các riêng biệt so với vị trí quy định trên bản vẽ, dẫn tới kết quả là sau khi gia công vật đúc có chiều dày thành không đều, các lỗ khoan có thể

bị xê dịch so với các vấu để bắt bu lông

L-ợng co phụ thuộc vào loại hợp kim, hình dáng vật đúc, chiều dài vật đúc, chiều dày thành kim loại và độ rắn của khuôn, nhiệt độ của hợp kim rót vào tuỳ theo hình dáng vật đúc, độ co theo các h-ớng khác nhau cũng có thể khác nhau

Nh-ng để đơn giản hoá ở bản vẽ mẫu ng-ời ta quy định một l-ợng co đối với toàn

bộ vật đúc

4.4 l-ợng d- công nghệ:

L-ợng d- công nghệ bao gòm l-ợng d- khi đúc các lỗ, rãnh, chỗ hõm và các phần rỗng, l-ợng d- do độ nghiêng của các thành vật đúc sinh ra, l-ợng d- ở chỗ cắt đậu ngót, phần đúc thêm để gá vật đúc lúc gia công, gân chống nứt, l-ợng d- bù cho sự co lệch theo h-ớng nào đấy và bù cho vật đúc biến chống

4.4.1 l-ợng d- công nghệ khi đúc các lỗ, rãnh,

các chỗ hõm và hốc:

Những lỗ nhỏ về sau phải gia công th-ờng không đúc lỗ Chỉ trong tr-ờng hợp cá biệt khi thay các lỗ đúc bằng các lỗ khoan gựp khó khăn do hình dáng của lỗ hay do vật liệu đúc (ví dụ trong các vật đúc bằng thép mangan ostenit), ng-ời ta mới đúc các lỗ nhỏ, ngay cả trong những vật đúc khá lớn

Cần phải cân nhắc xem xét để chọn ph-ơng án hoặc đúc ra các rãnh lõm và hốc, hoặc đúc liền rồi gia công cơ khí L-ợng d- công nghệ khi đó tuỳ theo hình dáng của chi tiết, không có quy định cụ thể nào nói chung có thể không đúc các lỗ, các rãnh, lõm, hốc trong các tr-ờng hợp sau:

- Khi kim loại cần phải điền đầy những chỗ đó mới nhận đ-ợc những vật đúc hoàn hảo

- Khi những lỗ, hõm đúc thực sự gây phức tạp cho việc chế tạo mẫu hoặc việc làm khuôn

- Khi điều kiện kỹ thuật cho phép có thể đúc đầy, liền và giữ lại ở thành phẩm mà không phải cắt bỏ đị

- Khi việc cắt gọt ở những chỗ đó không gây khó khăn gì và không đòi hỏi những chi phí lớn

- Khi cần đúc đầy các lỗ, hốc để dề gia công vật đúc sau này

4.4.2 l-ợng d- do độ xiên của thành vật đúc sinh ra:

ở các mặt mẫu và hộp lõi song song với h-ớng rút mẫu ra khỏi khuôn cần phải có độ xiên để dễ rút mẫu khi làm khuôn Điều đó tạo ra độ xiên của thành vật

đúc sau khi đúc Khi thiết kế công nghệ đúc có thể xác định độ xiên theo bảng B10

Hình 5- Độ xiên trên mẫu

a) Độ xiên tạo nên do tăng chiều dài thành vật đúc(“cộng”;

b) Độ xiên tạo nên do làm nửa tăng nửa giảm chiều dày thành

vật đúc (“cộng – trừ”);

c) Độ xiên tạo nên do làm giảm chiều dày thành vật đúc (“trừ”)



Tuỳ theo tính chất của bề mặt vật đúc (gia công hay để thô) và cách nối ghép

nó với các chi tiết khác, đồng thời tuỳ thuộc vào sai lệch cho phép về kích th-ớc mà

có thể tạo dộ xiên theo các cách khác nhau (Hình 5)

Đối với các mặt không gia công, độ xiên thành vật đúc th-ờng đ-ợc chọn nh- sau:

“Cộng” khi chiều dày của thành bên nhỏ hơn 8

“Cộng – trừ” khi chiều dày của thành bên nằm trong khoảng 8  12

“Trừ” khi chiều dày của thành bên lớn hơn 12

Đối với các mặt gia công, độ xiên “cộng” đ-ợc tính thêm vào l-ợng d- gia công quy chuẩn Độ xiên trên các bộ phận của mẫu để tạo nên những ụ cát trong khuôn hoặc những gân mỏng có thể tăng lên 50  100 %, nh-ng không quá 30 (xem bảng B11)

4.4.3 l-ợng d- ở những chỗ cắt đậu ngót của vật đúc:

Với các vật đúc bằng các hợp kim có độ co lớn (ví dụ vật đúc thép) cần phải

đặt đậu ngót để bù ngót cho vật đúc, phần đậu ngót sẽ đ-ợc cắt bỏ khỏi vật đúc sau khi đúc L-ợng d- ở những chỗ cắt đậu ngót tuỳ thuộc chiều rộng hoặc đ-ờng kính của đậu ngót phải cắt (xem bảng B12)

Nếu điều kiện kỹ thuật ghi trên bản vẽ cho phép thì có để mặt không gia công của vật đúc ở chân đậu ngót dày lên hoặc lõm xuống một ít Đối với các mặt có gia công l-ợng d- chung là tổng các giá trị l-ợng d- xác định theo bảng trên với l-ợng d- gia công cơ khí

4.4.4 những phần đúc thêm để kẹp chặt vật đúc khi gia công,

thanh giằng chống biến dạng, các gân co ngót:

Để gá lắp đ-ợc thuận lợi và vững chắc khi gia công cơ, trên thân vật đúc trong nhiều tr-ờng hợp đ-ợc đúc thêm những phần để gá kẹp vật đúc khi gia công Xem

ví dụ trên hình vẽ H.6

Với các vật đúc có khả năng bị biến dạng nhiều cần sử dụng những thanh giằng trên kết cấu vật đúc để tránh cho vật đúc khỏi bị biến dạng trong thời gian làm nguội, vận chuyển và nhiệt luyện (ví dụ xem trên các hình vẽ H.7 và H.8) Những thanh giằng này th-ờng chỉ đ-ợc cắt bỏ đi sau khi chi tiết đúc đ-ợc chế tạo

Hình 6- Dùng chuẩn tự tạo

a) Thêm vấu1, 2, 3, 4 khi gia công nắp thân động cơ môtô;

b) Thêm hai thành ngang M và N (vẽ bằng nét liền mảnh) khi

gia công vỏ hộp vi sai của ôtô vận tải

xong Trong một số tr-ờng hợp ở những vật đúc rất lớn những thanh giằng chỉ đ-ợc cắt bỏ đi sau khi lắp ráp.

Trên kết cấu vật đúc cũng có thể cón có

những gân chống nứt (xem ví dụ trên hình vẽ H.9)

để ngăn ngừa cho vật đúc không bị nứt trong thời

gian nguội Gân chống nứt th-ờng đ-ợc dùng

nhiều trong những vật đúc bằng thép Chiều dày t

của gân bằng 0,2  0,3 chiều dày S của thành vật

chiều cao h của gân bằng 1  2,5s, còn chiều dài l bằng 4  5s.

4.4.5 l-ợng d- để bù trừ vật đúc bị biến dạng và

co theo một số h-ớng sai lêch với dự tính:

Có thể thấy rõ vao trò của l-ợng d- để bù trừ cho sự biến dạng của vật đúc qua một số ví dụ sau:

- Khi chế tạo các vật đúc có bích ở các đầu mút (xem hình vẽH.10a,b) thì sau khi gia công mặt bích th-ờng có chiều dày nhỏ hơn so với bản vẽ Nguyên nhân là

do có lực cản lớn của khuôn đúc giữa hai mặt bích làm giảm độ co theo h-ớng thẳng góc với bích Vì thế khi gia công cơ khí để đảm bảo kích th-ớc khoảng cách giữa các mặt bích phần kim loại thừa ra ở mặt ngoài của bichs sẽ bị cắt đi làm cho chiều dày của bích nhỏ hơn kích th-ớc yêu cầu theo bản vẽ

Để tránh hiện t-ợng này ta thêm lớp l-ợng d- t-ơng ứng a ở phần mặt trong của hai bích Với những vật đúc nhỏ bằng thép có chiều dài 100  200 mm l-ợng d- a = 2  4 mm, đối với những vật đúc lớn có chiều dài 1000  2000 mm, a = 6 

8 mm

Khi chế tạo các vật đúc dạng thân máy phần rỗng bên trong là do một số lõi lớn tạo nên do lõi cản co nên đ-ờng kính D của vật đúc sẽ lớn hơn so với bản vẽ đã quy định, khó bắt đ-ợc bu lông S khi lắp ráp Để tránh điều này, trên mẫu ở chỗ lắp

bu lông ng-ời ta khoét thêm vào thành ngoài vật đúc một l-ợng d- âm C và để đảm bảo chiều dày thành vật đúc ng-ời ta giảm một l-ợng cũng bằng C ở đ-ờng kính của hộp lõi (xem hình vẽ H.10c)

Vị trí A Vị trí B

Nếu do lực cản của khuôn mà sự co của vật đúc theo h-ớng thẳng đứng nhỏ hơn so với dự kiến thì để đảm bảo kt H theo yêu cầu của bản vẽ có thể phải giảm bớt chiều cao của bích K và vấu N, có tr-ờng hợp còn khoét lẹm vào bề mặt phía d-ới của thành vật đúc Để tránh điều đó ng-ời ta để một l-ợng d- “âm” –e trên

Hình 10- L-ợng d- công nghệ để bù trừ cho sự co không bình th-ờng

4.4.6 “l-ợng d- âm” trên mẫu liên quan với mặt ráp khuôn và

đánh động để rút mẫu ra khỏi khuôn:

Do hai phần khuôn không áp sát nhau sau khi ráp khuôn nên chiều dày của thành nằm song song với mặt phẳng ráp khuôn có thể lớn hơn so với kích th-ớc ghi trên bản vẽ Để bù trừ cho việc thành vật đúc dày lên do đánh động khi rút mẫu ra hoặc do khuôn bị phình ng-ời ta th-ờng làm giảm bớt các kích th-ớc t-ơng ứng ở mẫu một l-ợng nào đó (xem bảng B12) “L-ợng d- âm” bù trừ cho thành vật đúc bị dày thêm ở mặt phẳng ráp khuôn đ-ợc xác định bằng cách lấy các số liệu trong bảng B12 nhân với hệ số 1,2 (khi làm khuôn bằng tay ở các hòm khuôn) hoặc nhân với hệ số 1,5 (khi làm khuôn bằng trên nền)

5 Thiết kế lõi:

5.1 Hình dáng của lõi:

Hình dáng của lõi về cơ bản t-ơng ứng với hình dáng phần rỗng trong vật đúc Khi thiết kễ công nghệ đúc phải xác định đ-ợc hình dáng lõi, số l-ợng lõi tạo nên hốc rỗng bên trong vật đúc, mặt tiếp giáp giữa các lõi và thiết kế hộp lõi

Khi xác định hình dáng lõi và số l-ợng lõi cần thiết để tạo hốc rỗng bên trong vật đúc cần l-u ý một số vấn đề sau:

- Sử dụng nhiều lõi (chia lõi ra nhiều phần) sẽ làm tăng số l-ợng các bộ phận hợp thành khuôn, tăng số l-ợng hộp lõi, đồ gá và d-ỡng để chế chế tạo lõi, tăng các nguyên công để làm và lắp ghép lõi Đây là điều không mong muốn của ng-ời thiết kế cũng nh- ng-ời sản xuất

- Nh-ng xét ở mặt khác việc phân chí lõi ra nhiều phần cũng tạo ra những thuận lợi, chủ yếu là:

+ Làm đơn giản hình dáng các lõi nên chế tạo hộp lõi đỡ phức tạp

+ Có thể dùng một loại hộp lõi để chế tạo các lõi t-ơng tự nhau trên cơ sở bổ sung thêm một số tấm lót thay đổi đ-ợc nên giảm chi phí chế tạo bộ mẫu, có thể đạt đ-ợc hiệu quả kinh tế khi chuyển sang làm khuôn trên máy với hộp lõi kim loại ngay cả khi loaị sản xuất không lớn lắm

+ Có thể tạo ra các mặt phẳng ở các lõi để đặt dễ dàng và chắc chắn trên các tấm sấy có hình dáng đơn giản mà không phải dùng các khay sấy định hình

đắt tiền Điều này rất quan trọng với những lõi có hình dáng phức tạp

+ Có thể dùng các máy làm lõi cỡ nhỏ, dụng cụ để quay (lật) và vận chuyển lõi đơn giản và rút ngắn đ-ợc thời gian sấy lõi

+ Các lõi có kích th-ớc (nhất là chiều cao) nhỏ sẽ ít bị biến dạng khi sấy, đảm bảo vật đúc chính xác

Những ích lợi của việc chọn ph-ơng án phân chia lõi thành nhiều phần có thể thấy rõ qua các ví dụ sau:

- Ví dụ 1: Đúc bánh xe thép đĩa kép (xem hình vẽ H.11)

Nếu dùng lõi dạng vòng liền khối có kích th-ớc lớn thì lõi sẽ yếu, không thuận tiện khi vận chuyển và khi đặt vào khuôn Vì thế thuận lợi là nên chia lõi lớn thành nhiều mảnh lõi nhỏ Lõi 1 có dạng hình cung, các lõi 2 và 3 cũng có dạng hình cung chế tạo riêng, sấy xong thì đ-ợc dán liền lại (chú ý cần dùng d-ỡng kiểm

- Ví dụ 2: Đúc bánh răng lớn lòng khuôn ghép toàn bằng lõi (xem hình vẽ H.12).

Bánh răng lớn (H.12a) đ-ợc đúc khuôn ba hòm chế tạo bằng cách ghép nhiều lõi (H.12b) Hòm d-ới đ-ợc đầm chặt và làm phẳng mặt tr-ớc, trong đó bố trí 8 rãnh dẫn ngang Sau đó lắp ghép lõi theo trình tự sau:

- Lõi L1 đặt giữa, đậu rót qua trung tâm lõi, đặt trục có gắn d-ỡng kiểm xuyên qua tâm của lõi này

- Dùng d-ỡng kiểm đặt 8 lõi L2 trùm lên 8 rãnh dẫn ngang, mỗi rãnh dẫn này có đậu dẫn thẳng lên đúng vị trí của đậu ngót

- Đặt 8 lõi L3 tạo vành răng sau khi kiểm tra chính xác, đầm chặt cát đệm ở ngoài để cố định lõi với hòm khuôn giữa

- Đặt 8 lõi L4

- Đặt 8 lõi L5 đối diện với L2

- Rút trục và đặt ống rót vào, sau đó đầm chặt cát ở hòm trên, tạo đậu ngót

Hình 11- Khuôn đúc bánh xe

thép đĩa kép;

1 Ruột dạng cung; 2,3 Ruột dạng cung chế tạo riêng, sấy xong dán liền, cần dùng d-ỡng kiểm độ cao khi ráp vào ruột 1;

4 Ruột giữa; 5 Ruột phụ để rót

xi phông

Hình 12- Đúc bánh răng trong khuôn ghép toàn bằng lõi

Nh- vậy khi thiết kế hình dạng lõi cần xem xét cân nhắc để chọn ph-ơng án cho hợp lý Nên chọn ph-ơng án phân chia lõi thành nhiều phần khi đảm bảo các yêu cầu sau:

- Những phần hợp thành của lõi phải đảm bảo có độ bền cần thiết khi vận chuyển cũng nh- khi đặt lõi vào khuôn, lắp ghép vững chắc trong khuôn, thoát hơi dễ dàng và an toàn, không quá cao để lõi không bị biến dạng d-ới tác dụng của trọng l-ợng bản thân, nên thiết kế có mặt phẳng để đặt lõi nằm vững chắc trong thời gian sấy

- Mặt phân lõi phải chọn sao cho hộp lõi có kết cấu đơn giản và gồm ít phần nhất để dễ giữ hỗn hợp lõi cũng nh- dễ đặt các x-ơng lõi và vật làm nguội

- Không nên để đ-ờng tiếp giáp giữa hai lõi nằm ở những góc l-ợn chuyển tiếp từ hình này sang hình khác; nên phân chia lõi theo tiết diện mà biến dạng ở đó đ-ợc xác định chính xác bằng các kích th-ớc trên bản vẽ

5.2 đầu gác lõi và ổ gác:

5.2.1 đặt lõi vào khuôn:

Độ bền của khuôn và thời gian cần thiết để ráp khuôn phần lớn phụ thuộc vào ph-ơng pháp đặt lõi vào khuôn cũng nh- kết cấu của đầu gác lõi và ổ gác lõi Lõi cần có đầu tựa vững chắc, không bị biến dạng hoặc xê dịch trong khuôn d-ới tác dụng của trọng l-ợng bản thân cũng nh- áp suất của kim loại lỏng Việc đặt lõi vào khuôn phải dễ dàng và thuận tiện Khi hạ lõi vào khuôn ng-ời thợ làm khuôn phảiquan sát đ-ợc đầu gác lõi có nằm đúng vị trí trong ổ gác lõi hay không Các hình

vẽ H.13 và H.14 trình bày các kiểz u đầu gác và ổ gác lõi đối với lõi đặt nằm ngang và thẳng đứng

Hình 13 - Kết cấu của đầu gác và ổ gác lõi nằm ngang

Gác hai đầu Gác một đầu

Chú ý các yêu cầu nêu ra ở trên đối với việc đặt lõi vào khuôn, khi thiết kế lõi

và đầu gác lõi nên chú ý tới các chỉ dẫn sau:

- Cần tránh thiết kế các lõi (đặt nằm ngang hoặc thẳng đứng) có chiều dài quá lớn, vừa có độ bền kém lại khó lắp đặt vững chắc trong khuôn Trong tr-ờng hợp bắt buộc phải dùng các lõi dài thì phải tăng c-ờng độ ổn định vững chắc cho lõi bằng cách đỡ lõi nhờ đầu gác phụ hay mã đỡ Với những lõi đặt đứng có chiều cao lớn hơn đ-ờng kính 2,5 lần trở lên thì th-ờng phải

mở rộng đầu gác phía d-ới theo hình nấm ng-ợc (H.15)

- Tránh thiết kế lõi phải treo ở các phần trên của khuôn, nếu có thể đ-ợc nên thay thế những lõi này bằng những lõi có đầu gác mở rộng tựa lên khuôn, vì rằng treo lõi và cố định lõi lên hòm khuôn trên là công việc khó khăn và

Hình 14- Kết cấu đầu gác và ổ gác lõi thẳng đứng

Hình 15- Cố định lõi trong khuôn:

Đầu gác lõi đ-ợc mở rộng ở phía

d-ới; phần trên lõi đ-ợc giữ chặt bằng

các mã đỡ

Hình 16- Các ph-ơng pháp

cố định lõi treo

H.16b là lõi có đầu gác mở rộng, tựa vào phần d-ới của khuôn Loại này lắp đặt dễ dàng, ít tốn thời gian hơn H.16c,d là lõi đ-ợc lắp từ ngoài vào sau khi ráp khuôn Với cách đặt lõi này cần chú ý đè lõi cẩn thận đề phòng lõi có thể bị kim loại lỏng rót vào khuôn đẩy nổi lên.

- Khi thiết kế lõi cũng nên tránh những lõi nằm ngang chỉ gác một đầu vì kém cứng vững Nếu bắt buộc phải dùng loại lõi nh- vậy thì cần phải cố

định chúng để lõi không xê dịch d-ới tác dụng của trọng l-ợng bản thân và

áp suất của kim loại lỏng Có thể cố định lõi theo cách sau: dùng nửa khuôn trên đè chặt lõi đã đ-ợc đặt trên nửa khuôn d-ới; gắn lõi lên khuônbằng các đinh, móc; đỡ lõi bằng lõi phụ hoặc mã đỡ; tăng kích th-ớc đầu gác để tạo đối trọng đặt trọng tâm của lõi rơi vào ổ gác lõi để ruột không bị nghiêng đổ (H.17a), làm khoá hãm để cố định vị trí lõi (H.17b), ghép hai lõi thành một để có chung đầu gác (H.17c)

Trong tr-ợng hợp lõi không nằm vững trong ổ gác lõi (H.15) hoặc lõi có thể bị nổi lên do tác dụng của áp suất kim loại lỏng (H.18) thì nên dùng con mã đỡ Vì mã đỡ làm giảm tính đồng nhất của kim loại và độ sít kín của vật đúc nên chỉ dùng mã đỡ trong những tr-ờng hợp thật cần thiết

Để cho các mã đỡ không ấn lõm khuôn (do tác dụng của áp suất kim loại lỏng

và trọng l-ợng của lõi – đặc biệt là các lõi lớn), cần phải đảm bảo điều kiện sau

đây:

P < n.f.K

ở đây: P- lực tác dụng lên lõi [N]

K- ứng suất nén cho phép của hỗn hợp khuôn, lõi [N/cm2]f- diện tích bề mặt của mã đỡ [cm2]

Vậy đối với khuôn t-ơi điều kiện trên đ-ợc viết là:

rộng chân đầu gác (H.19) thì điều kiện để cho lõi

không bị kim loại lỏng đẩy nổi lên đ-ợc biểu thị

5.2.2 hình dáng của đầu gác lõi:

Hình dáng và kích th-ớc của đầu gác lõi đ-ợc xác định phải đảm bảo dễ đặt lõi vào khuôn, ngăn ngừa sản xuất sự xê dịch của lõi trong ổ gác theo h-ớng thẳng góc với trục đầu gác, xê dịch dọc theo trục hoặc xoay quanh trục Để tránh sự xê dịch dọc hoặc quanh trục có thể dùng các kiểu “khoá” lõi đ-ợc giới thiệu trên các hình vẽ H.20 đối với các lõi đặt nằm ngang và H.21 đối với các lõi đặt thẳng đứng

Hình 19- Mở rộng đầu gác để cân bằng với lực đẩy nổi lõi

Hình 20- Kết cấu khóa đối với các ruột nằm ngang;

a) Khóa vòng; b) Khóa có một mặt vát; c) Khóa có hai mặt vát;

d) Khóa hình thang; Khóa a và d ngăn ruột xoay và xê dịch theo

trục; Khóa b và c chỉ ngăn ruột xoay

Hình dáng và hình thức đầu lõi cũng phải đảm bảo không bịt kín đ-ờng thông hơi, không làm lún, hỏng bề mặt đầu gác lõi và ổ gác do áp lực trên một đơn vị diện tích bề mặt của ổ gác và đầu gác lõi sinh rabởi trọng l-ợng của lõi và áp suất của chất lỏng v-ợt quá giới hạn cho phép.

5.2.3 kích th-ớc đầu gác và ổ gác lõi, khe hở giữa chúng:

- Kích th-ớc đầu gác và ổ gác lõi đ-ợc trình bày trong các bảng B13 và B14 cũng có thể dùng số liệu ở các bảng B15, B16, B17

Thông th-ờng lấy đ-ờng kính làm thông số cơ bản đối với các đầu gác hình trụ Các lõi nằm ngang đ-ợc chia làm ba loại:

I Lõi có đầu gác d-ới

II Lõi không có đầu gác d-ới

III.Lõi cần đầu gác dài (do lõi dài hoặc nặng) (xem B13)

Các lõi thẳng đứng đ-ợc chia ra:

I Lõi cứng vững, khi tỷ số giữa chiều cao và đ-ờng kính bằng 1 (xem B14)

II Lõi không vững, khi tỷ số lớn hơn 1

Nói chung không nên lấy kích th-ớc đầu gác lớn vì làm tăng trọng l-ợng của lõi

- Khe hở giữa đầu gác lõi và ổ gác có ảnh h-ởng lớn đến độ chính xác của vật

đúc Khe hở càng lớn càng dễ lắp ráp lõi vào khuôn nh-ng độ chính xác của vật

đúc càng kém Thực ra trị số khe hở là vấn đề phức tạp vì nó không chỉ phụ thuộc vào kích th-ớc đầu gác và ổ gác lõi chọn khi thiết kế đúc mà còn chịu ảnh h-ởng của nhiều yếu tố khác nh-: biến dạng khuôn, lõi khi chế tạo, sấy và vận chuyển Vì thế các số liệu về khe hở giữa đầu gác lõi và ổ gác chọn theo bảng B18 có thể

điều chỉnh tuỳ theo hoàn cảnh thực tế ở mỗi x-ởng sản xuất

6 Thiết kế hệ thống rót

6.1 Chọn kiểu hệ thống rót và chỉ dẫn kim loại vào khuôn

Hệ thống rót dùng để dẫn kim loại vào khuôn Yêu cầu đối với hệ thống rót là

Hình 21- Kết cấu khóa đối với các lõi thẳng đứng;

a) Khóa kiểu cắt vát; b) Khóa mở rộng có một mặt

cắt vát; c,d) Khóa có rãnh chốt

lỏng cho vật đúc trong thời gian kim loại vật đúc đông đặc Ngoài ra hệ thống rót phải có khối l-ợng không quá lớn, chiếm ít chỗ trong khuôn để có thể tận dụng thể tích của hòm khuôn việc chọn kiểu và kích th-ớc hệ thống rót cũng nh- chọn chỗ dẫn kim loại vào khuôn có ảnh h-ởng nhiều tới chất l-ợng và giá thành chế tạo vật

đúc nên đòi hỏi công việc đó phải đ-ợc xem xét, phân tích một cách cẩn thận

6.1.1 Chọn kiểu hệ thống rót:

Mỗi vật đúc đều có đặc điểm kết cấu riêng và do đó đòi hỏi cách thiết kế hệ thống rót riêng và chọn chỗ dẫn kim loại vào khuôn thích hợp Khi chọn kiểu hệ thống rót có thể dựa vào các chỉ dẫn sau:

- Kiểu hệ thống rót kim loại vào bên

Hình 23- Sơ đồ hệ thống rót trên xuống;

a) Rót trực tiếp qua một rãnh dẫn; b,c) Rót qua vài rãnh dẫn nhỏ;

d) Rót trên xuống có dùng mạng lọc; đ) Rót trên xuống kiểu m-a rơi;

e) Rót trên xuống qua rãnh dẫn hình nêm; g) Rót trên xuống dùng cốc nút.

1-Cốc rót; 2- ống rót; 3- Vật đúc; 4- Mạng lọc;

5- Rãnh lọc xỉ vòng; 6- Đậu ngót; 7- Đậu hơi; 8- Nút.

hệ thống rót khác loại này có nh-ợc điểm là nếu lòng khuôn cao thì khuôn

đúc rất dễ bị vỡ do tác dụng của dòng kim loại rơi từ trên cao vào khuôn Vì thế kiểu hệ thống rót này chỉ nên dùng đúc các vật có chiều cao không lớn lắm và không có yêu cầu cao về chất l-ợng và yêu cầu gia công cơ khí

ít (các loại đĩa, tạ ) Để khắc phục mặt nh-ợc điểm của kiểu hệ thống rót này, ngoài kết cấu thông th-ờng có thể dùng các kết cấu hệ thống rót rót qua một vài ống rót, rót qua mạng lọc để giảm nguy cơ xói lở khuôn và gạn giữ đ-ợc xỉ, hệ thống rót kiểu m-a rơi, hệ thống rót có rãnh dẫn hình nêm,

hệ thống rót có nút đậy cốc rót để giữ xỉ lại trong cốc

Nói chung nên tránh sử dụng đồng thời nhiều biện pháp khác nhau để chống

xỉ rơi vào vật đúc vì khuôn sẽ phức tạp, tăng khối l-ợng hệ thống rót và chi phí làm khuôn

Kiểu hệ thống rót kim loại từ d-ới

lên (xi phông) có thể điền đầy khuôn êm

và dễ dàng thoát khí, nh-ng cấu tạo

khuôn đúc trở nên khá phức tạp, làm tăng

khối l-ợng hệ thống rót, tạo màng oxit và

bẩn trên mặt kim loại dính vào thành bên

của vật đúc, rất nguy hiểm khi đúc các

vật đúc cao có các thành bên thẳng đứng

Vì thế kiểu hệ thống rót xi phông th-ờng

áp dụng khi những vật đúc bằng hợp kim

nhôm, đồng thanh nhôm để điền đầy

khuôn êm và dễ làm nổi lên trên các chất

5- Mạng lọc; 6- Đậu hơi hay đậu ngót.

Hình 25- ph-ơng pháp rót thân tuabin hơi bằng gang dẫn kim loại vào 2 tầng.

1-Cốc rót; 2- ống rót; 3- Rãnh dẫn phía trên; 4- Rãnh dẫn lọc xỉ phía trên;

- Kiểu hệ thống rót nhiều tầng dùng khi đúc những vật đúc cao và dầy Khi

đó kim loại lỏng đ-ợc dẫn chảy vào khuôn đúc ở một số độ cao khác nhau, tuần tự theo các hàng rãnh dẫn nằm ở d-ới rồi lên các mức cao dần, nhờ vậy kim loại điền đầy khuôn êm và đồng đều Hình vẽ H.25 giới thiệu kiểu

hệ thống rót khi đúc thân tuabin: kim loại đ-ợc dẫn vào khuôn từ d-ới lên qua một loạt rãnh dẫn mỏng Khi kim loại trong vật đúc dâng lên đến đậu ngót thì sẽ bắt đầu có kim loại nóng chảy bổ sung vào qua rãnh dẫn 3

6.1.2 chọn vị trí dẫn kim loại vào khuôn:

Khi chọn vị trí dẫn kim loại vào khuôn nên theo các chỉ dẫn sau:

- Với vật đúc bằng gang xám nên dẫn vào chỗ thành mỏng để đảm bảo cho các thành dày – mỏng của vật đúc kết tinh và nguội đồng đều, không bị nứt do ứng suất nhiệt

- Với vật đúc có dạng tròn xoay nên dẫn kim loại chảy tiếp tuyến với thành khuôn theo cùng một chiều

- Với vật đúc khối l-ợng d-ới 1,5 tấn, có chiều dài nhỏ hơn 3m có thể dẫn kim loại vào một thành bên, còn nếu vật đúc dài hơn 3m thì nên dẫn kim loại vào giữa để kim loại chảy đều ra hai bên

- Vị trí dẫn kim loại vào khuôn nên -u tiên chọn dẫn vào các thành không gia công cơ khí để phòng ngừa rỗ chân đậu cũng không ảnh h-ởng đến chất l-ợng bề mặt gia công

6.2 Tính toán hệ thống rót:

Xác định kích th-ớc các thành phần của hệ thống rót có thể bằng ph-ơng pháp giải tích, bằng ph-ơng pháp biểu đồ hay bằng các bảng tra

6.2.1 Tính toán hệ thống rót bằng ph-ơng pháp giải tích:

Để tính toán hệ thống rót cho vật đúc vật đúc bằng gang và bằng thép tr-ớc hết cần xác định thời gian rót có lợi nhất đối với vật đúc đã cho và sau đấy xác định tiết diện của các thành phần của hệ thống rót đảm bảo đ-ợc thời gian rót quy định.Thời gian rót hợp lý đ-ợc xác định theo công thức thực nghiệm:

- vật đúc thành dày, khối l-ợng lớn (10  50 T) K = 1,9  2,3

- vật đúc khối l-ợng trung bình (1  10 T) K = 1,6  1,9

- vật đúc khối l-ợng < 1 T K = 1,4  1,6Xác định thời gian rót kim loại vào khuôn cần tính đến tốc độ dâng của kim loại trong khuôn khi rót Tốc độ này nếu nhỏ quá sẽ làm cho thành vật đúc không phẳng do kim loại bi nguội cũng nh- bị bẩn do ô xít hat tạp chất phi kim loại tạo thành trên bề mặt kim loại Có thể tính tốc độ dâng kim loại nh- sau :

t C

v

ở đây: C – Chiều cao của vật đúc, cm, đo từ điểm thấp nhất đến diểm cao nhất theo vị trí khi rót.

Tốc độ dâng bé nhất cho phép (cm/s) phụ thuộc vào chiều dày thành vật đúc

và có giá trị nh- sau (với vật đúc gang) :

Sau khi xác định đ-ợc thời gian rót khuôn hợp lý t, ta tính diện tích tiết diện chỗ hẹp nhất của hệ thống rót Fmin , xác định l-ợng kim loại chảy trong một đơn vị thời gian qua hệ thống rót theo công thức sau:

t

G h

t t

h Z

G F

tb tb

31 , 0 31

, 0

G - tốc độ cung cấp kim loại từ thùng rót

Đối với các vật đúc bằng gang, làm khuôn

t-ơi thì  = 0,35 (khi vật đúc phức tạp có trở lực

khuôn lớn),  = 0,50 (với vật đúc hình dáng đơn

giản có trở lực khuôn nhỏ) Khi làm khuôn khô

các trị số t-ơng ứng của  là 0,41 và 0,60

Cột áp suất thuỷ tĩnh trung bình của kim loại

( htb ) trong thời gian rót khuôn đ-ợc tính nh- sau:

C

P H

h tb

2

2 0



Trong đó: (xem hình vẽ H.26)

H0- áp suất thuỷ tĩnh ban đầu lớn nhất, cm;

P- chiều cao vật đúc trên rãnh dẫn, cm;

C- chiều cao của vật đúc ở vị trí rót, cm;

6.3.2 Tính toán hệ thống rót dựa vào biểu đồ;

Đối với các vật đúc bằng gang có thể sử dụng biểu đồ để xác định tổng diện tích rãnh dẫn cho vật đúc Ph-ơng pháp này cho phép rút ngắn thời gian tính toán.Thí dụ vật đúc có khối l-ợng 1000kg, chiều dày thành 15mm, cột áp trung bình 60cm Hãy dùng biểu đồ (H.27) để xác định tổng diện tích tiết diện rãnh dẫn(cm2 ) Để thực hiện nhiệm vụ này ta làm nh- sau:

Từ điểm nằm trên trục hoành phía phải của biểu đồ ứng với khối l-ợng của vật

đúc vạch đ-ờng thẳng góc đến gặp đ-ờng xiên ứng với thành dày S, từ đó kẻ đ-ờng nằm ngang đến gặp đ-ờng xiên ứng với áp suất thuỷ tĩnh htb ở phía trái của biểu đồ

Hình 26- Sơ đồ vị trí vật đúc trong khuôn

Hình 27- Toán đồ Xôbôlev dùng để tính tổng diện tích rãnh dẫn

cho vật đúc gang (khuôn t-ơi)

Tại điểm gặp nhau kẻ đ-ờng thẳng góc đến trục hoành có ghi tổng diện tích tiết diện rãnh dẫn trên ba thang: thang thứ nhất đối với các khuôn đơn giản trở lực bé, thang thứ hai trung bình và thang thứ ba với các khuôn phức tạp có trở lực lớn Đồ thị này dùng cho các vật đúc trung bình và lớn đúc trong khuôn t-ơi Đối với khuôn khô cũng có thể xác định Fd theo đồ thị, sau đó giảm giá trị đi 15  20 %.

6.3.3 tính toán hệ thống rót dựa vào bảng tra:

Đối với các vật đúc bằng gang không phức tạp lắm, có khối l-ợng 200kg trở xuống có thể xác định tiết diện rãnh dẫn bé nhất cho phép và số rãnh dẫn phụ thuộc vào chiều dày thành vật đúc theo bảng B19 (khi đúc trong khuôn t-ơi)

Sau khi đã xác định đ-ợc tổng diện tích tiết diện rãnh dẫn của hệ thống rót theo các ph-ơng pháp trình bày trên đây ( Fd ) có thể tính diện trtích tiết diện rãnh lọc xỉ Fx và ống rót ( Fr ) nh- sau:

- Đối với vật đúc bằng gang: Fd : Fx : Fr = 1: 1,2 : 1,4

7 Đậu ngót:

Tại những nơi tập trung kim loại trên vật đúc dễ xảy ra hiện t-ợng thiếu hụt do

co ngót, để lại trong vật đúc những lỗ rỗng, giảm độ xít chặt của kim loại vật đúc

Điều này càng thấy rõ khi đúc các hợp kim có độ co ngót lớn nh- thép, gang graphit cầu, gang hợp kim thấp, gang dẻo cũng nh- một số hợp kim màu Để khắc phục hiện t-ợng này cần phải dùng đậu ngót để bổ sung kim loại

7.1 vị trí đặt đậu ngót:

Vị trí đặt đậu ngót là tại các nút nhiệt, tức là chỗ tập trung kim loại với số l-ợng lớn và phân cách với những nút nhiệt khác bằng những thành mỏng Nút nhiệt là nơi nguội sau cùng và cần đ-ợc bổ sung kim loại bằng nguồn kim loại từ các đậu ngót hoặc đ-ợc làm nguội nhanh bằng các vật làm nguội đặt bên ngoài hay bên trong nút nhiệt Thông th-ờng các đậu ngót th-ờng bố trí ở phía trên của vật

đúc H.29 trình bày cách đặt đậu ngót và sắt làm nguội khi đúc bạc lót và bánh răng bằng thép Nh- đúc bạc lót (H.29a) ng-ời ta đặt đậu ngót Đ.n ở phía trên mặt bích

và cắm sắt nguội Ng.tr bằng thép mềm có đ-ờng kính nhỏ hơn đ-ờng kính lỗ khoan sau này ở phía d-ới vật đúc phần vấu bắt bu lông Khi đúc bánh răng (H.29b) đậu ngót thực đặt ở các phần dày của vật đúc: may ơ và chỗ gặp nhau giữa nan hoa và vành ngoài

Khi xác định vị trí đặt đậu ngót cần theo những chỉ dẫn sau:

- Đậu ngót đ-ợc đặt trên phần dày nhất của vật đúc

- Đậu ngót không làm cản trở sự co tự do của vật đúc Để tránh nứt có thể phải đặt lõi xốp ở vùng cản co

- Đậu ngót phải dễ cắt khỏi vật đúc và dễ làm sạch vết cắt

- Nếu có thể đ-ợc nên bố trí đậu ngót ở chỗ cao của vật đúc để đậu ngót có thể kiêm luôn nhiệm vụ của đậu hơi thoát khí và chất bẩn ra ngoài khuôn

- Tránh đặt đậu ngót quá sát thành vật đúc tạo nên khe cát mỏng, khi rót bị nung nóng nhiều dễ sinh rỗ ngót ở thành vật đúc

đ-ợc kim loại chảy qua khuôn trong lúc rót Nh-ợc điểm cần kể đến của loại đậu ngót này là chiều cao đậu ngót phụ thuộc vào chiều cao hòm khuôn, tốn nhiều kim loại và khuôn dễ bị bẩn rơi vào qua đậu ngót hở.

Đậu ngót kín đặt bên trên đ-ợc dùng khi hòm khuôn quá cao, dùng đậu ngót

hở sẽ tốn nhiều kim loại Khi làm khuôn trên máy bằng tấm mẫu dùng đậu ngót hở không thuận tiện Phần trên của đậu ngót kín th-ờng làm thành nửa hình cầu để giảm bề mặt tiếp xúc của kim loại với thành khuôn nguội và hạn chế thể tích đậu

Hình 30a- Ph-ơng pháp đặt tấm ngăn khi dùng đậu ngót dễ đập

a) Tấm ngăn ở mặt ráp khuôn;

b) Tấm ngăn đặt khi đầm chặt khuôn.

Đậu ngót đặt bên hông vật đúc dùng

khi những nút nhiệt của vật đúc nằm ở bên

hông hay phía d-ới hoặc khi do kết cấu của

vật đúc không thể đặt đậu ngót ở phía trên

So với đậu ngót đặt bên trên, đậu ngót đặt

bên hông có hiệu quả bù ngót kém hơn, làm

tăng kích th-ớc của khuôn, tạo thành phần

khuôn yếu giữa thành vật đúc và đậu ngót,

dễ bị dòng kim loại làm xói lở Đậu ngót

bên hông phổ biến là loại kín

Ngoài các loại đậu ngót th-ờng, để dễ

tách đậu ngót khỏi vật đúc ng-ời ta th-ờng

dùng đậu ngót dễ đập (có màng ngăn ) (xem

hình vẽ H.30a) và để tăng hiệu quả bổ ngót

còn dùng đậu ngót sinh khí (xem hình vẽ

H.30)

7.3 tính toán đậu ngót:

Các hình vẽ H.31 và H.32 giới thiệu các kiểu đậu ngót và bố trí đậu ngót:

Có thể xác định kích th-ớc và thể tích của đậu ngót theo một số ph-ơng pháp d-ới đây:

7.3.1 ph-ơng pháp tra bảng;

Trình tự nh- sau:

- Tuỳ theo dạng chi tiết chọn kiểu đậu ngót và quy định số l-ợng đậu ngót (tham khảo các hình H.31 và H.32)

- Xác định đ-ờng kính T của vòng tròn nội tiếp ở phần dày nhất của chân

Hình 30b- Lõi sinh khí dùng cho

đậu ngót áp lực cao

a) Sơ đồ đặt vỏ sinh khí trong

đậu ngót; b) Cấu tạo lõi:

1-Chất sinh khí; 2-Vỏ; 3-Nắp đậy.

a) Bàn tựa; b) Mayơ; c,e) Bích; d) Đĩa; e)

Buli; h) ống nối.

- Dùng một trong hai bảng B22, B23 dựa vào T và

T

H vd

định ra các kích th-ớc khác của đậu ngót

Trong đó:

d - chiều rộng chân đậu ngót;

b - chiều dài chân đậu ngót;

Hvd- chiều cao vật đúc nơi cần bổ ngót;

Hn- chiều cao đậu ngót;

B - chiều rộng phần vật đúc đ-ợc bổ ngót;

L - bề dài phần vật đúc đ-ợc bổ ngót;

Mức kéo dài t-ơng đối của đậu ngót tính bằng tỷ số:

100

B di

L bi

ở đây: did1d2  tổng chiều rộng các chân đậu ngót

bib1b2 tổng chiều dài các chân đậu ngót

Khi đã có kích th-ớc đậu ngót sẽ tính đ-ợc khối l-ợng và tìm ra hệ số tiêu hao kim loại cho đậu ngót (là tỷ số giữa tổng khối l-ợng đậu ngót với khối l-ợng của vật đúc thô không có đậu rót, đậu ngót) hoặc tìm ra hiệu suất thực thu thành phẩm

Đối chiếu với chỉ tiêu cho trong bảng B24 nếu thấy sai lệch lớn (> 3 %) thì cần phải điều chỉnh lại kích th-ớc đậu ngót (chủ yếu là thay đổi số l-ợng và mức độ kéo dài t-ơng đối của đậu ngót)

7.3.2 ph-ơng pháp giải tích:

Ph-ơng pháp tính theo công thức của Psibun:

V x

x D

1

085 ,

1

.

1 085 ,

ở đây: D- đ-ờng kính đậu ngót, dm;

H- chiều cao đậu ngót, dm;

Hệ số x đ-ợc xác định bằng thực nghiệm, có giá trị

Đậu ngót áp suất khí quyển hở x = 9  12

Đậu ngót áp suất khí quyển kín x = 7,5  9

Đậu ngót áp suất cao x = 5,5  7,5

Đậu ngót có ống bọc phát nhiệt x = 3  4Công thức trên của Psibun là dùng đối với đậu ngót hở Với đậu ngót kín thì thừa số tr-ớc dấu căn không phải là 1,085 mà là 1,15

Nếu chiều cao đậu ngót v-ợt quá đ-ờng kính thì khi tính đậu ngót kín các thừa

7.3.3 xác định kích th-ớc đậu ngót theo ph-ơng pháp ken:

Trình tự nh- sau:

- Tính hệ số khuôn (chỉ số hình dạng) K:

S

b l

K  

ở đây: l- chiều dài vật đúc, mm

b- chiều rộng vật đúc, mm S- chiều dày thành vật đúc,mm

- Dựa vào đồ thị xác định đ-ợc bằng thực nghiệm biểu diễn mối quan hệ giữa tỷ số thể tích đậu ngót Vn đối với thể tích vật đúc Vđ, (W =

- Dựa vào thể tích đậu ngót Vn đã xác định đ-ợc tính các kích th-ớc của đậu ngót (đ-ờng kính D vì chiều cao H)

Khi sử dụng đồ thị H.33 chú

ý là đ-ờng cong 1 phía trên của đồ

thị xác định thể tích đậu ngót có

dự phòng đủ để cho vật đúc không

có khuyết tật gì Nếu khi chế tạo

một vài vật đúc nào đó mà đậu

ngót xác định theo đ-ờng cong

phía trên của đồ thị quá lớn, có thể

thử giảm thể tích nh-ng không

đ-ợc thấp hơn giới hạn của đ-ờng

cong phía d-ới 2 Hình 33- Quan hệ giữa tỷ số và hệ

8 vật làm nguội:

Cùng với việc dùng đậu ngót, vật làm nguội là một trong những ph-ơng tiện

để chống rỗ ngót, đặc biệt th-ờng đ-ợc sử dụng ở những nơi không thể đặt đậu ngót Vật làm nguội còn đ-ợc dùng để chống nứt vật đúc

Khi đúc gang để làm nguội cục bộ vật đúc ng-ời ta sử dụng vật làm nguội bên ngoài (gang nguội) mà không dùng vật làm nguội bên trong Nếu cần phải làm nguội bề mặt rộng ta đặt những miếng gang nguội nhỏ xếp theo ô bàn cờ với khe

hở từ 1,5  2,5mm (xem hình vẽ H.34 và bảng B.25) đảm bảo cho gang nguội đ-ợc giãn nở tự do không làm h- hỏng bề mặt vật đúc Chiều rộng gang nguội cần nhỏ hơn chiều rộng bề mặt cần làm nguội 5  10mm Vật làm nguội phải có bề mặt, sạch, nhẵn, không có vết nứt và rỗ (th-ờng đ-ợc bào hay mài nhẵn)

Để cải thiện điều kiện làm nguội, giảm bớt tốc độ làm nguội quá mạnh của gang nguội có thể gây biến trắng hoặc nứt vật đúc, ng-ời ta còn dùng các vật làm nguội chế tạo bằng những hỗn hợp đặc biệt có tính truyền nhiệt cao và nhiệt dung lớn (thành phần chính của những hỗn hợp này là manhezit có tính truyền nhiệt cao gấp 5 lần hỗn hợp làm khuôn th-ờng, hay graphit hỗn hợp với 60  80 % mạt gang

và cát- sét) So với gang nguội, hỗn hợp làm nguội có -u điểm là: dễ dàng có đ-ợc vật làm nguội hình dáng phức tạp, tạo đ-ợc trực tiếp bằng mẫu; có thể điều chỉnh tốc độ làm nguội bằng cách tạo vật làm nguội dày, mỏng khác nhau t-ơng ứng với chiều dày thành vật đúc; có thể làm nguội cả mặt ngoài và cả mặt trong của vật

đúc

Hình vẽ H.34 giới thiệu cách đặt gang nguội ở vật đúc bằng gang

Với các vật đúc bằng thép có thể dùng vật làm nguội bên ngoài hay vật làm nguội bên trong (th-ờng làm bằng thép mềm 0,1  0,2 %C, có khối l-ợng khoảng 5

 10 % khối l-ợng nút nhiệt)

9 vẽ bản vẽ đúc:

Bản vẽ vật đúc đ-ợc vẽ trên cơ sở của bản vẽ chi tiết đúc, trên bản vẽ vật đúc cần thể hiện rõ những nội dung: Mặt ráp khuôn, mặt chuẩn gia công , l-ợng d- gia công cơ, l-ợng d- công nghệ, độ xiên thành vật đúc, lõi và đầu gác lõi, hệ thống

Hình 34- Đặt gang ngang nguội ở vật đúc bằng gang.

a,b) Khuôn có đặt gang nguội ; c) Đặt ganng nguội hai hàng so le có

chứa khe hở cần thiết ; d) Đặt gang nguội không đúng, không có khe hở.

Khi vẽ bản vẽ vật đúc cần sử dụng các ký hiệu thiết kế thống nhất trong toàn ngành hoặc ít ra là trong nhà máy D-ới đây giới thiệu quy định về ký hiệu dùng trên bản vẽ vật đúc khi thiết kế công nghệ đúc (xem hình vẽ H.35).

9.1 ký hiệu mặt ráp khuôn (hay mặt phân khuôn)

- Nếu lúc rót không đặt khuôn ở vị trí nằm ngang nh- lúc làm khuôn thì cần thiết ghi chú thêm trên bản vẽ bằng nét chì xanh ví dụ “rót đứng”, “nghiêng 100 khi rót”,…

- Những miếng rời ở mẫu đ-ợc ký hiệu trên bản vẽ vật đúc bằng nét chấm gạch ở mặt cắt rời (H.35, No 4) kém theo chữ “rời No… bằng chốt” (bằng đinh, mộng mang cá… ) và ghi kích th-ớc chốt, mộng; Khi cần phải thêm mũi tên xanh chỉ h-ớng rút miếng rời

9.2 kí hiệu mặt chuẩn gia công cơ trên bản vẽ vật đúc:

Trên bản vẽ vật đúc ký hiệu mặt chuẩn bằng ba dấu nhân liên tiếp XXX (xem H.35, No 5) Khi cần còn có thể thêm ký hiệu của ph-ơng pháp kẹp chặt lúc gia công cơ

- Kích th-ớc l-ợng d- ghi bằng số màu đỏ ở phía trái của dấu ký hiệu độ bóng cần đạt đ-ợc trên bề mặt gia công (xem H.35, No 6) hoặc có thêm dấu + đỏ tr-ớc chứ số màu đỏ xem H.35, No 11)

- ở chân đậu ngót cũng cần để l-ợng d- gia công (H.35, No 19)

9.4 ký hiệu l-ợng d- công nghệ:

- Lỗ hoặc hốc lõm cần lắp bịt để dễ đúc, sau sẽ gia công cơ, th-ờng dùng ký hiệu nét gạch chéo hoặc sọc ở mặt cắt của chi tiết đúc (H.35, No 7)

- L-ợng d- hoặc hụt khi cần tạo thêm độ xiên ở thành vật đúc (H.35, No 8)

- Phần vật đúc kéo dài thêm hoặc vấu đúc thêm để có chỗ kẹp chặt khi gia

- Thanh giằng chống nứt hoặc chống biến dạng của vật đúc khi làm nguội, nhiệt luyện và gia công cơ khí đ-ợc ký hiệu nh- trên hình vẽ H.35, No 5.

- Với những gân chống nứt th-ờng bố trí ở chỗ nối giữa các thành vật đúc nếu cần phá bỏ đi sau khi gia công xong thì cần phải ghi rõ, ví dụ “vật bỏ gân sau khi nhiệt luyện” nh- H.35, No 10

- L-ợng d- bù co hợp kim đúc đ-ợc ký hiệu nh- trên hình vẽ H.35, No 11

- Mẫu thử đúc gắn liền với vật đúc cũng ký hiệu bằng nét vẽ màu đỏ nh- l-ợng d- và ghi chú thêm tên mẫu thử ( xem hình vẽ H.35, No 12)

9.5 ký hiệu lõi:

Các số liệu về kích th-ớc lõi cần đ-ợc ghi đầy đủ trên bản vẽ để có cơ sở thiết

kế chế tạo mẫu và hộp lõi đ-ợc dễ dàng

Trên bản vẽ vật đúc lõi đ-ợc ký hiệu nh- sau:

- Đ-ờng viền của lõi ký hiệu bằng nét chì xanh liền (H.35, No 13), đ-ờng viền khuất trong vật đúc dùng nét chấm chấm to (H.35, No 14) Đối với các ruột bị cắt qua dùng các dạng ô kẻ kiểu khác nhau hoặc cùng kiểu nh-ng cỡ ô to nhỏ khác nhau để phân biệt lõi này với lõi kia và đánh số lõi theo thứ tự lắp vào khuôn, ví dụ lõi L1, L2 ( xem các hình vẽ H.35, No 11, 14, 15)

Với các lõi lớn có thể chỉ kẻ ô một dải ở gần đ-ờng viền

- Phải ghi đủ kích th-ớc của đầu gác lõi, cần thể hiện hình dạng đầu gác trên hai hình chiếu (H.35, No 17), có kém theo đ-ờng viền của ổ gác ở khuôn (H.35, No16) Độ xiên của đầu gác đ-ợc thể hiện đủ ở cả hai hình chiếu (H.35, No 13 và

9.6.2 ký hiệu vật làm nguội:

Vật làm nguội bên ngoài (gang nguội) đ-ợc ký hiệu bằng nét và màu xanh lá cây, mặt cắt cũng kẻ sọc nh- mặt cắt kim loại, kèm đủ kích th-ớc và tên vật liệu (xem H.35, No 21) Ký hiệu vật làm nguội trong cũng giống nh- vật làm nguội ngoài (H.35, No 22) cần ghi kích th-ớc, số l-ợng (hoặc khối l-ợng) và chỉ dẫn cách

9.6.4 ký hiệu đậu hơi:

Đậu hơi đặt ở vị trí cao trong khuôn để thoát hơi từ lòng khuôn ra ngoài khi

đúc Ký hiệu đậu hơi biểu thị trên H.35, No 25

TT Ký hiệu trên bản can (đen) Loại ký hiệu TTS Ký hiệu trên bản can (đen) Loại ký hiệu

để tiện việc gá khi gia công cắt)

TT Ký hiÖu trªn b¶n can (®en) Lo¹i ký hiÖu TTS Ký hiÖu trªn b¶n can (®en) Lo¹i ký hiÖu

(ngÇm)

9.7 cách ghi kích th-ớc trên bản vẽ:

Khi thiết kế đơn giản bản vẽ vật đúc là bản vẽ chung nhất, không còn kèm theo nhiều bản vẽ chi tiết, tỉ mỉ khác nữa nên trên bản vẽ vật đúc phải ghi đầy đủ các kích th-ớc cần thiết

Quy định cách ghi kích th-ớc trên bản vẽ vật đúc nh- sau:

- Kích th-ớc ghi rõ ràng để dễ nhận thấy, có số đo ngay, không cần phải tính toán thêm Trên bản vẽ công nghệ đúc các kích th-ớc nên cùng màu với ký hiệu về

đ-ờng nét (ví dụ: kích th-ớc của lõi dùng màu xanh, của hệ thống rót và l-ợng d- dùng màu đỏ)

- L-ợng trừ co, độ xiên, dung sai của mẫu có trong quy định chung có thể không cần ghi, nh-ng những giá trị đặc biệt nằm ngoài tiêu chuẩn thì phải bắt buộc phải ghi rõ, ví dụ:

 dung sai cho một kích th-ớc nào đó: 3

1

 l-ợng d- hoặc l-ợng hụt bù co 4055

 những kích th-ớc nào ở bản vẽ mẫu

(nhất là tấm mẫu) khi chế tạo không tính

l-ợng trừ co sẽ đ-ợc đánh dấu bằng dấu sao

ở góc (ví dụ khoảng cách giữa hai chốt của

tấm mẫu – xem hình vẽ H.36a)

 các kích th-ớc về đầu gác và khe hở

có thể ghi thêm cả dung sai cho phép

Trong những tr-ờng hợp đơn giản có thể

dùng quy -ớc riêng để bớt số l-ợng kích

th-ớc, ví dụ kích th-ớc đầu gác mẫu M và

hộp lõi HL có thể viết chung (xem H.36b):

đối với kết cấu vật đúc đ-ợc tạo thành một phía do khuôn, một phía do lõi

III thiết kế mẫu và hộp lõi:

1 nguyên tắc thiết kế mẫu:

Sau khi thiết kế bản vẽ vật đúc xong cần thiết kế bộ mẫu Với chi tiết đơn giản ng-ời thợ mẫu có thể căn cứ vào bản vẽ vật đúc (bản vẽ công nghệ đúc) để tự đề ra cách chế tạo mẫu)

Với các chi tiết đúc phức tạp hoặc dạng sản xuất lớn thì phải thực hiện việc thiết kế bộ mẫu cẩn thận với đầy đủ các bản vẽ về mẫu, hộp mẫu và các đồ gá khác, trong đó có chỉ dẫn cách chế tạo, cách lắp ghép các bộ phận Th-ờng công việc thiết kế mẫu đ-ợc tiến hành ở phòng kỹ thuật đúc (luyện kim) và công việc này đòi hỏi ng-ời thiết kế phải nắm vững cả kỹ thuật đúc lẫn kỹ thuật chế tạo mẫu

- Cấu tạo mẫu và hộp lõi phải đơn giản, dễ chế tạo, thuận tiện cho việc làm khuôn, lõi và dễ lấy ra khỏi khuôn đúc và lõi.

- Mẫu và hộp lõi phải đủ bền, nhẹ để dễ thao tác khi làm khuôn, lõi, ít miếng rời

- Mẫu và hộp lõi phải đảm bảo độ nhẵn bóng bề mặt và độ chính xác kích th-ớc và hình dáng

- Nếu mẫu là mẫu gỗ thì phải đảm bảo không bị giãn nở, co hay cong vênh nhiều, còn nếu là mẫu kim loại thì phải chống đ-ợc sự ăn mòn

Khi chọn ph-ơng án thiết kế bộ mẫu cần căn cứ vào các yếu tố sau đây:

- Số l-ợng đúc: Đúc ít nên dùng mẫu gỗ có kết cấu đơn giản, rẻ Khi số l-ợng vật đúc nhiều nên dùng mẫu gồ ghép nhiều lớp, gỗ có độ bền cao hoặc dùng mẫu kim loại Có thể tham khảo bảng B.25 khi chọn vật liệu chế tạo bộ mẫu

- Cấp chính xác của vật đúc: Cấp chính xác của mẫu phải đảm bảo cấp chính xác của vật đúc, vì thế cấp chính xác của bộ mẫu (xem bảng B.27) cũng t-ơng ứng với cấp chính xác của vật đúc nh-ng sai lệch kích th-ớc cho phép đối với mẫu phải nhỏ hơn vì phải kể đến sai lệch gây ra trong khilàm khuôn Nếu dùng gỗ làm vật liệu chế tạo mẫu thì để tăng bền, giảm biến dạng cong vênh nên dùng các biện pháp ghép gỗ theo nhiều lớp, sơn phủ bề mặt mẫu, phun kim loại ở bề mặt mẫu, còn nếu yêu cầu mẫu có độ chính xác và độ bền cao thì phải dùng mẫu nhựa, mẫu xi măng, mẫu thạch cao, mẫu kim loại thay cho mẫu gỗ Dùng mẫu bằng kim loại độ chính xác đạt

đ-ợc không nhỏ hơn cấp I

- Kích th-ớc và hình dạng vật đúc: Kích th-ớc lớn và hình dạng phức tạp làm cho mẫu dễ bị biến dạng, vì thế với những mẫu lớn bằng gỗ có thể phải

có phần cốt vững vàng, những phần mẫu dễ hỏng phải dùng gỗ cứng, bền hoặc nẹp kim loại, hoặc thay hẳn bằng kim loại

- Ph-ơng pháp làm khuôn:

Khi làm khuôn bằng tay, nếu làm khuôn trong 2 hòm khuôn thì nên dùng mẫu bổ đôi, còn nếu làm khuôn hòm giả hoặc xén cát thì nên dùng mẫu nguyên, dùng mẫu d-ỡng khi làm khuôn bằng d-ỡng gạt…

Khi làm khuôn trên máy mẫu th-ờng chế tạo cùng với tấm đỡ mẫu Tấm đỡ mẫu có gắn mẫu đ-ợc gọi chung là tấm mẫu Trong sản xuất nhỏ mẫu và tấm đỡ mẫu có thể làm bằng gỗ, còn trong sản xuất hàng loạt mẫu và tấm đỡ mẫu bằng kim loại đ-ợc hàn chặt với nhau

2 thiết kế kết cấu mẫu:

2.1 mẫu gỗ:

Bản vẽ mẫu gỗ phải đ-ợc vẽ với đầy đủ các hình chiếu và mặt cắt kèm theo các kích th-ớc và dung sai chế tạo (B.27) Trên bản vẽ mẫu phải thể hiện rõ cách ghép gỗ (trên mặt cắt); độ xiên của mặt mẫu (B.10); các mảnh rời; các chốt định vị; thanh nhấc… Chỉ có nh- vậy ng-ời thợ mẫu mới có thể căn cứ vào bản vẽ mẫu mà chế tạo đ-ợc mẫu