Chương 12: Các bộ phận cơ bản của một khuôn đúc Hình (3 – 2): Các bộ phận cơ bản của một khuôn đúc. 1. Nửa hòm khuôn trên. 8. Rãnh dẫn. 2. đậu hơi. 9. Gối l õi. 3. Xiên hơi. 10. Thân lõi. 4.Lòng khuôn. 11. N ửa hòm khuôn dưới. 5.Cốc rót. 12.Hòm khuôn dưới. 6. Ống rót. 13. Chốt định vị. 7.Rãnh lọc xỉ. 14. Hòm khuôn trên. Lòng khuôn 4 phù hợp với hình dáng vật đúc. Kim loại lỏng được rót vào cốc 5 qua ống rót 6 qua rãnh lọc xỉ 7 và rãnh dẫn 8 vào lòng khuôn. Bộ phận 2 dùng để dẫn hơi từ lòng khuôn ra ngoài khi rót kim lo ại lỏng (gọi là đậu hơi), đồng thời còn làm nhi ệm vụ bổ sung kim loại cho vật đúc (đậu ngót). Hòm khuôn trên 14, hòm khuôn d ưới 12 để làm nửa khuôn trên 1 và nửa khuôn dưới 11. Để lắp hai nửa khuôn ta d ùng chốt định vị 13. Lõi 10 tựa vững trong khuôn nhờ gối lõi 9. Để tăng tính thoát khí cho khuôn người ta tiến hành xiên hơi các lỗ thoát khí sau khi đúc. 3.1.2.VẬT LIỆU VÀ KHỐI LƯỢNG VẬT LIỆU ĐÚC. 1.Vật liệu đúc. Định nghĩa Gang: Gang là hợp kim của Fe (sắt) và C (các bon) có thành ph ần C: 2,14%C < %C < 6,67%C và một lượng nhất định những nguy ên tố khác: Mn, Si, P, S… Định nghĩa gang xám: Gang xám là gang mà phần lớn hay toàn bộ cacbon ở dạng grafit, có ít hoặc không có ở dạng liên kết Xe (Fe 3 C). Chọn vật liệu đúc là gang xám có mác gang được ký hiệu: GX15 – 32 vì: + Gang xám rẻ nên được dùng phổ biến. + Cơ tính khá. + Làm việc tốt trong điều kiện mài mòn, rung động. + Dễ đúc, được thể hiện ở các điểm sau: - Chảy loãng tốt, có thể đúc các chi tiết có hình dạng phức tạp. - Không đông đặc, co ngót ít do có sự grafit hoá khi kết tinh ( v = 0 – 1,9%) vì vậy đúc gang xám không hay dùng đậu ngót. - Sự co sau khi đông đặc nhỏ nên ít gây ra ứng suất, nứt, thời gian ủ để khử ứng suất không cần nhiều, kích thước sản phẩm đúc tương đối ổn định. Khi thiết kế các chi tiết đúc bằng gang, không cần quan tâm nhiều tới tính đúc của hợp kim nhưng phải hiểu rõ mối quan hệ giữa tốc độ nguội với tổ chức và tính chất của gang. Gang xám nhạy cảm với tốc độ nguội, đây là đặc tính riêng của gang khác hẳn với hợp kim đúc khác.Trong cùng một vật đúc, do tốc độ nguội chênh lệch nhiều có thể tạo nên những tổ chức gang khác nhau về cơ bản. Th ành dày nguội chậm, có grafit thô nhiều, độ bền thấp. Thành mỏng nguội qúa nhanh, nhiều xementit, gang trắng, dai, khó gia công cắt gọt. Cơ tính, thành phần và ứng dụng của GX15 – 32 là: Cơ tính: Được thể hiện bằng bảng (3 – 1) dưới đây: Độ bền (daN/mm 2 ) Độ rắn bk bu bm bn bc bx HB 15 32 (0,35- 0,5) bk (3– 4,5) bk (0,75– 1,8) bk (1,17– 1,4) bk 163 - 229 Trong đó: bk , bu , bm , bn , bc , bx lần lượt là độ bền kéo, độ bền uốn, độ bền mỏi khi uốn, độ bền nén, độ bền cắt và độ bền xoắn. Nhiệt độ nóng chảy, thành phần hoá học và ứng dung: Được thể hiện bằng bảng (3 – 2) dưới đây: Thành phần hoá học (%) P S Nhiệt độ nóng chảy ( 0 C) C Si Mn Không quá Ứng dụng 1250 3,5- 3,7 2,0- 2,4 0,5- 0,8 0,3 0,1 5 Thân các lo ại máy yêu c ầu không cong vênh nhi ều. Hình (3 – 3): Sự thay đổi độ bền và độ rắn theo chiều dày tiết diện của GX15 – 32 đúc trong khuôn cát. 2.Khối lượng vật liệu đúc. Thành phần hoá học của vật liệu đúc giá đỡ ổ trục được chọn và khối lượng riêng của chúng được thể hiện bằng bảng (3 – 3) như sau: Dựa vào tỷ lệ và khối lượng riêng của các chất thành phần tính được khối lượng ri êng của vật liệu đúc là: Lo ại chất C Si Mn P S Fe tỷ lệ (%) 3,6 2,2 0,7 0,25 0,12 93,13 Khối lượng riêng (g/cm 3 ) 2,25 2,33 7,47 1,82 2,07 7,86 = 100 . ii C (3 – 1) Trong đó: i - Khối lượng riêng của chất i (g/cm 3 ). C i - Tỷ lệ của chất i trong vật liệu đúc (%). = 100 86,7.13,9307,2.12,082,1.25,047,7.7,033,2.2,225,2.6,3 = 7,51 (g/cm 3 ) Hình (3 – 4): Xác định thể tích vật đúc. Thể tích vật đúc được tính gần đúng theo thể tích các phần của giá đỡ ổ trục. Thể tích lý thuyết của vật đúc là: V lt = V 1 + V 2 -V 3 -V 4 (3 – 2) Trong đó: V 1 - Thể tích thanh 3. V 1 = 605.52.52 = 163592 (mm 3 ). V 2 - Thể tích gần đúng của các thanh 1, 2, 4. V 2 = 555. 190.52 = 5483400 (mm 3 ). V 3 - Thể tích phần rỗng tạo bởi các thanh 1, 2, 4. V 3 = 335.130.52 = 2264600 (mm 3 ). V 4 - Thể tích lỗ trụ tròn. V 4 = S 4 .l 4 = .R 4 2 .l 4 = 3,14 . . 2 88 2 52 = 316110 (mm 3 ). (3 – 3) V lt = 163592 + 5483400 – 2264600 – 316110 = 3066281 (mm 3 ) = 3066,282 (cm 3 ). Kh ối lượng vật liệu lý thuyết: M lt = V lt . = 3066,282 .7,51 = 22997 (g) ≈ 23 (kg) (3 – 4) Th ể tích thực tế của vật đúc: V tt = V lt + V lt . v (3 – 5) Trong đó: v - Độ co tự do của gang đúc theo thể tích ( v = 0,9%) theo [2 – tr90]. V tt = 3066,282 + 3066,282 .0,9 = 5825,936 (cm 3 ). Kh ối lượng vật liệu thực tế cho một sản phẩm là: M tt = V tt . = 5825,936 .7,51 = 43694,519 (g) ≈ 43,7 (kg) (3 – 6) Kh ối lượng vật liệu thực tế đúc cho hai giá đỡ chữ A là: M tt ’ = M tt .2 = 43,7 .2 = 87,4 (kg). (3 – 7) . phẩm đúc tương đối ổn định. Khi thiết kế các chi tiết đúc bằng gang, không cần quan tâm nhiều tới tính đúc của hợp kim nhưng phải hiểu rõ mối quan hệ giữa tốc độ nguội với tổ chức và tính chất. 100 86,7.13,9307,2 .12, 082,1.25,047,7.7,033,2.2,225,2.6,3 = 7,51 (g/cm 3 ) Hình (3 – 4): Xác định thể tích vật đúc. Thể tích vật đúc được tính gần đúng theo thể tích các phần của giá đỡ ổ trục. Thể. – 32 đúc trong khuôn cát. 2.Khối lượng vật liệu đúc. Thành phần hoá học của vật liệu đúc giá đỡ ổ trục được chọn và khối lượng riêng của chúng được thể hiện bằng bảng (3 – 3) như sau: Dựa vào