Bài giảng Công nghệ Đúc - Chương II: Thiết kế đúc
Trang 1CHƯƠNG II
THIẾT KẾ ĐÚC
II-1 Thành lập bản vẽ đúc
II-2 Bản vẽ mẫu
II-3 Bản vẽ hộp lõi và lõi
II-4 Thiết kế hệ thống rót - đậu hơi - đậu ngót
Bài giảng Công nghệ Đúc
Trang 2II-1 Thành lập bản vẽ đúc
II-1.1 Phân tích kết cấu
II-1.3 Xác định các đại lượng của bản vẽ vật
đúc
II-1.4 Xác định Lõi và gối lõi (ruột và đầu
gác )
Trang 3II-1.1 Phân tích kết cấu
Đọc kỹ bản vẽ, hình dung chi tiết, đọc điều kiện kỹ thuật ghi trong bản vẽ chi tiết, vật liệu chế tạo chi tiết, hình dung cả vị trí làm việc của chi tiết đó trong thiết bị, yêu cầu chịu lực …
Dự kiến trước sơ bộ quy trình gia công cắt gọt chi tiết đóù trên các loại máy xác định những phần bề mặt phải gia công, những mặt chuẩn công nghệ Từ đó xem đã hợp lý với kết cấu vật đúc chưa, nếu chưa có thể thay đổi một phần kết cấu nhằm:
Trang 4+ Đơn giản hoá kết cấu tạo, tạo điều kiện dễ đúc hơn : như lược bỏ các rãnh then, rãnh lùi dao, các lỗ nhỏ quá không đặt lõi được
Ví dụ:
☺ Sản xuất đơn chiếc lỗ 50 mm không đúc
☺ Sản xuất hàng loạt 30 mm không đúc
☺ Sản xuất hàng khối 20 mm không đúc
Các rãnh có độ sâu < 6mm, các bậc dày < 25 mm không nên đúc
Trang 5+ Tăng hoặc giảm độ dày thành vật
đúc, các gân gờ, chỗ chuyển tiếp giữa các thành vật đúc để dễ đúc hơn nhưng không ảnh hưởng đến khả năng chịu
lực, điều kiện làm việc của chi tiết.
Trang 6II-1.2 Xác định mặt phân khuơn
Mặt phân khuôn là bề mặt tiếp xúc giữa các nữa khuôn với nhau xác định vị trí đúc
ở trong khuôn.Mặt phân khuôn có thể là mặt phẳng, mặt bậc hoặc cong bất kì.
Nhờ có mặt phân khuôn mà rút mẫu khi làm khuôn dễ dàng lắp ráp lõi, tạo hệ thống dẫn kim loại vào khuôn chính xác.
Trang 7v Nguyên tắc chọn mặt phân khuôn :
+ Dựa vào cơng nghệ làm khuơn :
Rút mẫu dễ dàng, định vị lõi và lắp ráp khuơn.
- Chọn mặt cĩ diện tích lớn nhất, dễ làm khuơn và lấy mẫu.
- Mặt phân khuơn nên chọn mặt phẳng tránh mặt cong, mặt bậc.
Trang 8Hình vẽ
Trang 9+ Số lượng mặt phân khuôn phải ít nhất.Để đảm bảo độ chính xác khi lắp ráp, công nghệ làm khuôn đơn giản.
+ Nên chọn mặt phân khuôn đảm bảo chất lượng vật đúc cao nhất, những bề mặt yêu cầu chất lượng độ bóng, độ chính xác cao nhất Nên đểû khuôn ở dưới hoặc thành bên Không nên để phía trên vì dễ nổi bọt khí, rỗ khí,lõm co.
Trang 10- Những vật đúc có lõi, nên bố trí sao cho vị trí của lõi là thẳng đứng.Để định vị lõi chính xác, tránh được tác dụng lực của kim loại lỏng làm biến dạng thân lõi, dễ kiểm tra khi lắp ráp.
Trang 11- Chọn mặt phân khuôn sao cho lòng khuôn là nông nhất, để dễ rút mẫu và dễ sữa khuôn, dòng chảy kim loại vào khuôn êm hơn, ít làm hư khuôn
Trang 12* Những kết cấu lòng khuôn phân bố ở cả
khuôn trên và khuôn dưới nên chọn lòng
khuôn trên nông hơn, như vậy sẽ dễ làm
khuôn , dễ lắp ráp
khuôn.Nên hình bên ta nên chọn phương án 1
Trang 13+ Dựa vào độ chính xác của lòng khuôn
Độ chính xác của vật đúc phụ
thuộc vào độ chính xác của lòng
khuôn.Do đó phải:
- Lòng khuôn tốt nhất là chỉ phân
bố vào trong 1 hòm khuôn Để
tránh sai số khi lắp ráp khuôn.
Trang 14Ví dụ:
- Những vật đúc có nhiều tiết diện khác nhau, nếu yêu cầu độ đồng tâm cao, người ta dùng thêm miếng đất phụ để đặt toàn bộ vật đúc trong một hòm khuôn
- Miếng đất phụ sẽ làm thay đổi phần nào hình dạng mẫu để tạo ra tiết diện lớn nhất tại mặt phân khuôn.
Trang 15II.1.3 Xác định các đại lượng của bản vẽ vật đúc
*Lượng dư gia công cắt gọt : Là lượng kim loại bị cắt
gọt trong quá trình gia công cơ để tạo thành chi tiết
Lương dư gia công cơ phụ thuộc:
- Độ bóng, độ chính xác.
- Kích thước bề mặt
- Bề mặt phía trên của vật đúc để lượng dư lớn hơn
vì chất lượng xấu hơn nên phải cắt bỏ nhiều.
- Loại hình sản xuất.
Trang 16Tra bảng trong sổ tay cơng nghệ chế
tạo máy; thiết kế đúc.
Những bề mặt không ghi độ bóng sẽ không có lượng dư gia công cơ.
Lượng dư công nghệ : Là các lỗ có quá
nhỏ, rãnh then, rãnh lùi dao, rãnh có độ sâu quá nhỏ thì đúc đặc,sau này gia công cơ sau.
Trang 17* Lỗ 20 mm sản xuất hàng khối không đúc.
* Lỗ 30 mm sản xuất hàng loạt không đúc
* Lỗ 50 mm sản xuất đơn chiếc không đúc
Đúc lỗ : dựa vào tính chất sản xuất Dùng lõi hoặc không dùng lõi .
Trang 18* Ở những thành thẳng đứng trong khuôn
(vuông góc với mặt phân khuôn)
Phải để độ dốc , để đảm bảo việc
dể dàng rút mẫu khi làm khuôn cát hoặc lấy vật đúc ra khỏi khuôn kim loại Sau khi đúc xong độ dốc có 3 dạng (tra bảng thiết kế đúc sổ tay công nghệ chế tạo máy)
Trang 19+ Thiết kế dưới 3 dạng.
Trang 20+ Chiều cao thành vật đúc càng lớn càng
nhỏ, mẫu gỗ cĩ độ dốc lớn hơn mẫu kim loại,
mẫu làm khuơn bằng tay cĩ độ dốc lớn hơn
mẫu làm khuơn bằng máy.
+ Trị số tra bảng
* Góc đúc : Chổ mặt giao nhau giữa hai bề mặt liên tiếp của vật đúc bị nứt.Cần phải làm góc lượn để khuôn không bị bể khi rút mẫu, vật đúc không bị nứt kim loại đông đặc, nguội trong khuôn.
Trang 22* Dung sai đúc :
Là sự sai số của kích thước vật đúc cho phép so với kích thước danh nghĩa(tra bảng ) Dung sai của vật đúc phụ thuộc vào
nhiều yếu tố: phương pháp đúc, loại khuơn đúc, loại mẫu, hộp lõi…dung sai thành
phần trên các khâu kích thước phải phù hợp với dung sai khâu khép kín.
Kích thước vật đúc = kích thước chi tiết máy + dung sai đúc + lượng dư gia công cơ (nếu có)
Trang 23Hình veõ
Trang 25II.1.4 Xác định Lõi và gối lõi (ruột và đầu gác )
- Lõi dùng để tạo ra phần rỗng hoặc lõm bên trong vật đúc thường đặt khối làm bằng hỗn hợp cát (khuôn cát )hoặc bằng kim loại (khuôn kim loại )
- Gối lõi để giúp cho lõi định vị ở trong khuôn dễ lắp ráp lõi vào khuôn
- Số lượng lõi càng ít càng tốt
- Có hai loại : lõi đứng và lõi ngang
Trang 26Lõi đứng :
Nằm vuông góc với mặt phân khuôn gối lõi hình côn.
Trang 27Lõi ngang : Gối lõi có tiết diện hình tròn, hình vuông, hình sáu cạnh
Trang 28II-2 Bản vẽ mẫu
Mẫu là bộ phận cơ bản trong bộ mẫu, một
bộ mẫu bao gồm :
- Mẫu để tạo lòng khuôn.
- Mẫu của hệ thống rót, đậu hơi, đậu ngót Tấm mẫu để làm khuôn
- Căn cứ vào bản vẽ vật đúc để thành lập bản vẽ mẫu
Trang 29Trình tự các bước để vẽ bản vẽ mẫu
xác định mặt phân mẫu
xác định hình dạng kích thước tai mẫu
kích thước và dung sai kích thước mẫu
cấu tạo của mẫu
phần định vị khi ghép mẫu
Kích thước mẫu = kích thước vật đúc + độ
co kim loại
Trang 30II-3 Bản vẽ hộp lõi và lõi
Trang 31ª Lõi : Dùng để tạo ra phần lõi hoặc rỗng hình dáng bên ngoài của lõi giống hình dáng bên trong của vật đúc và giống hình dáng bên trong của hộp lõi
ª Gối lõi: (đầu gác )
Gối lõi(đầu gác) để định vị lõi ở trong khuôn
ª Hộp lõi : Dùng để làm lõi, vật liệu bằng gỗ hoặc kim loại có cấu tạo là một khối nguyên hoặc hộp lõi hai nữa,hộp lõi có miếng rời, hộp lõi lắp ghép
ª Lõi : dung sai mang dấu âm(-)
Trang 32II-4 Thiết kế hệ thống rót – đậu hơi – đậu ngót
II-4.1Hệ thống rót : Để dẫn kim loại lỏng từ
thùng rót vào trong khuôn đúc
Yêu cầu của hệ thống rót :
-Điền đầy được khuôn nhanh chóng-Hao phí kim loại ít
-Dòng chảy phải êm, liên tục, kim loại không
bị va đập vào khuôn lõi làm bể cát
-Có tác dụng lọc sĩ tạp chất
Trang 33Thiết kế hệ thống rót
ª Rãnh dẫn vào khuôn đúc không được nằm ngay
dưới chân ống rót
ª Không được ở phía cuối cùng của rãnh lọc sĩ.
ª Rãnh dẫn phải nằm dưới rãnh lọc sĩ thì kim loại
mới sạch được
Rót dưới lên Rót trên xuống Rót bên hông
Trang 34Cấu tạo :
Cấu tạo một hệ thống rót tiêu chuẩn bao gồm :
cóc rót 1 ; ống rót 2 ;rãnh lọc sĩ 3 ; và các rãnh dẫn 4
Trang 35- Rãnh dẫn :phải nằm phía mặt dưới của rãnh lọc xỉ
Cách tính kích thước hệ thống rót :
Trang 36G: khối lượng vật đúc kể cả hệ thống rót, đậu hơi,
đậu ngót
: Khối lượng riêng vật liệu kim loại (g/cm3)
Frd : Tổng diện tích tiết diện các rãnh dẫn
Trang 37II-4.2 Đậu hơi- đậu ngót
1.Đậu hơi, đậu ngót
khuôn thoát ra ngoài do vậy phải đặt ở vị trí cao nhất
•Tùy thuộc kích thước vật đúc có thể có nhiều đậu hơi Đối với vật đúc có độ co kim loại ít , khối lượng nhỏ (gang xám) đậu hơi có tác dụng vừa thoát khí vừa bổ sung kim loại khi co ngót
•Hình dạng : hình chữ nhật, hình tròn và hình côn (150)
Trang 38b) Đậu ngót :
• Thường dùng để đúc vật đúc thép, kim loại màu, độ co nhiều Là nơi để chứa kim loại lỏng đông đặc sau cùng
so với vật đúc có tác dụng bổ sung
kim loại cho vật đúc khi đông đặc và ngược lại cho vật đúc khi đông đặc và nguội vàthường đặt ở thành dày nhất của vật đúc
Trang 392 Phân loại đậu ngót :
Đậu ngót hở: Là loại lòng khuôn
thông với khí trời
Đậu ngót ngầm : Là loại không
thông khí trời,chỉ thích hợp đúc trong
khuôn kim loại Khi làm khuôn cát nếu có phần tập trung kim loại ở phía dưới,
không đặt ngót hở được Người ta thay
ngót ngầm bằng miếng sắt nguội để tránh
rỗ co, tạo điều kiện cho nó toả nhiệt nhanh
Trang 40Vị trí dẫn kim loại vào trong khuôn :
ª Vật đúc co ít, thành dày mỏng tương đối đồng đều nên dẫn kim loại vào chổ mỏng nhất của vật đúc
Trang 41ª Vật đúc tròn xoay nên dẫn kim loại theo hướng tiếp tuyến với thành
khuôn và đảm bảo dòng kim loại xoay tròn theo một hướng.
ª Vật đúc có chiều cao lớn nên dẫn
nhiều tầng để khuôn điền đầy đồng
thời.
Trang 43KẾT THÚC CHƯƠNG II