Chương 15: Chế tạo bộ mẫu để làm khuôn và ruột Vật liệu chế tạo mẫu. Bộ mẫu có thể làm bằng nhiều loại vật liệu khác nhau và phải đảm bảo các y êu cầu chung là: - D ễ gia công cắt gọt, đảm bảo độ chính xác và độ bóng cho bộ mẫu để đảm bảo độ chính xác cho vật đúc và năng suất làm khuôn. - B ền, cứng, nhẹ để sử dụng lâu dài, thao tác lấy mẫu ra khỏi khuôn nhẹ nhàng. - Không bi ến dạng, co nở trong khi sử dụng. - Rẻ tiền. Chọn vật liệu chế tạo mẫu là gỗ vì nó thoả mãn các yêu cầu: Nhẹ, rẻ, dễ gia công cắt gọt, dễ gắn và ghép. Nhược điểm của mẫu gỗ là: Tổ chức không đồng nhất, độ bền không cao, dễ hút ẩm và bi ến dạng. Khắc phục các hạn chế trên bằng cách sấy khô và sơn gỗ trước khi chế tạo mẫu. Cấp chính xác của mẫu. Cấp chính xác của mẫu tương ứng với cấp chính xác của vật đúc, nhưng sai lệch cho phép về kích thước y êu cầu nhỏ hơn vì còn ph ải tính đến sai lệch gây ra trong khi làm khuôn. Giá trị sai lệch cho phép về kích thước của mẫu được tra theo bảng 56[2 – tr207] ứng với kích thước mẫu là 605 (mm) và cấp chính xác 3 là 1,5 (mm). 3.Chế tạo khuôn và ruột. Vật liệu làm khuôn. Vật liệu làm khuôn là tên gọi chung cho các loại nguyên liệu dùng để chế tạo khuôn đúc. Cũng v ì thế thông thường người ta gọi tên khuôn đúc theo vật liệ u làm khuôn: khuôn cát, khuôn kim lo ại… Vật liệu làm khuôn có ảnh hưởng tới toàn bộ quá trình sản xuất như: qui trình công ngệ, trang thiết bị, chế độ làm việc, chất lượng sản phẩm. Xu hướng hiện nay là các phương pháp đúc đặc biệt thay cho đúc trong khuôn cát để tăng độ chính xác và cơ tính cho sản phẩm. Trong điều kiện nước ta hiện nay, đúc trong khuôn cát vẫn l à chủ yếu đặc biệt là các vật đúc lớn. Những vấn đề cơ bản về vật liệu làm khuôn cát - đất sét: - Những vật liệu ban đầu để tạo nên hỗn hợp làm khuôn gồm có: + Vật liệu hạt của hỗn hợp gọi là cát làm khuôn. + V ật liệu dính (chất dính). + Các chất phụ thêm. - H ỗn hợp làm khuôn và các tính chất cần có của hỗn hợp. - Chuẩn bị và chế biến hỗn hợp. Yêu cầu đối vơi cát làm khuôn: Chịu nóng, không tác dụng với kim loại lỏng, dẫn nhiệt tốt, dãn nở nhiệt ít, khí thoát ra ngoài d ễ, chỉ cần dùng ít chất dính đã có độ bền cao, không độc hại, sử dụng được lâu dài. Ch ất dính dùng cho hỗn hợp làm khuôn và làm ruột phải thoả mãn những yêu cầu sau: - Tạo cho hỗn hợp làm khuôn có đủ độ bền cần thiết. - Phân bố dễ dàng khắp bề mặt vật liệu hạt và cả khối vật liệu hạt để dễ trộn và cho độ bền cao. - Tạo cho hỗn hợp làm khuôn có tính dẻo nhưng không dính bám vào mẫu. - Khi vật đúc kết tinh xong thì giảm tính dính kết để giảm độ bền của khuôn, nhất là ruột. - Ít hút nước, ít sinh khí. - Không độc hại. Rẻ và dễ kiếm. Chất phụ pha vào hỗn hợp làm khuôn có tác dụng: Tạo cho hỗn hợp những tính chất cần thiết phù hợp với yêu cầu công nghệ, ngăn cản sự tác dụng bất lợi gữa kim loại lỏng với hỗn hợp làm khuôn, t ạo cho hỗn hợp có tính co bóp tốt, giảm độ bền của hỗn hợp sau khi vật đúc đã đông đặc để chống nứt vỡ khuôn, tăng độ thông khí cho hỗn hợp. Hỗn hợp làm khuôn và ruột. Chọn hình thức làm khuôn và ruột. Hình thức làm khuôn được chọn dựa vào các yếu tố: Vật liệu đúc, số lượng và kích thước vật đúc, tính đơn giản v à phức tạp của vật đúc, điều kiện sản xuất của xưởng… Từ các yếu tố trên, chọn hình thức làm khuôn cát. Yêu cầu của hỗn hợp làm khuôn cát - đất sét: - Tính d ẻo tốt để tạo rõ hình nét vật đúc. Tính dẻo này thuộc lượng chất dính và độ hạt của cát, tính dẻo tăng khi cát càng nhỏ và lượng nước tăng. - Tính bền cao để không hư hỏng khi vận chuyển, lắp ráp, chịu được áp lực tĩnh và động của d òng kim loại rót vào khuôn. - Tính co bóp t ốt để tránh hiện tượng nứt và cong vênh vật đúc. - Chịu nhiệt tốt không làm cát bị cháy để dễ dàng cắt gọt và làm s ạch vật đúc. - Tính bền lâu tốt để sử dụng nhiều lần mà vẫn đảm bảo các tính chất cơ bản của hỗn hợp theo yêu cầu. S ự khác biệt giữa hỗn hợp làm ruột và hỗn hợp làm khuôn. Ru ột là bộ phận tạo hình lỗ rỗng ở trong vật đúc. Như vậy, phần lớn ruột bị kim loại lỏng bao quanh nên chất lượng của hỗn hợp làm ruột phải cao hơn chất lượng hỗn hợp làm khuôn. Nói chung là nó c ần có độ bền, độ thông khí cao, độ sinh khí thấp, độ chịu nóng cao, độ co bóp tốt, độ rắn sau khi vật đúc đông xong nhỏ để đảm bảo vật đúc không bị rỗ khí, rỗ cát, cháy dính cát v à nứt. Ruột của khung máy có dạng đơn giản nên có thể dùng luôn h ỗn hợp làm khuôn để chế tạo ruột. Bảng (3 - 5): Thành phần của hỗn hợp làm ruột đúc gang. Cát m ới Cát cũ Đất sét bột Mùn cưa Độ bền nén tươi kG/cm 2 Độ thông khí 25% 52,5% 7,5% 15% 0,75 – 0,85 80 - 100 Các giai đoạn chính của quá trình sản xuất hỗn hợp làm khuôn và làm ru ột của vật đúc. - Chuẩn bị nguyên vật liệu ban đầu. - Pha chế và trộn đều . - Ủ và đánh tơi hỗn hợp. Chế tạo ruột. Để đúc giá đỡ ổ trục cần phải chế tạo hai ruột.Cả hai ruột được chế tạo bằng cát. Ruột nhỏ được chế tạo ri êng, ruột lớn được chế tạo đồng thời trong quá trình làm khuôn. Hệ thống rót. Hệ thống rót dùng để dẫn dòng kim loại lỏng chảy êm, đồng đều v à liên tục vào khuôn đúc. Ngoài ra nó còn phải ngăn không cho xỉ và các loại tạp chất khác lọt vào khuôn đúc cùng kim loại lỏng. Hệ thống rót phải có khối lượng bé, chiếm ít chỗ trong khuôn để có thể tận dụng thể tích của hòm khuôn, vật liệu đúc khác nhau thì cấu tạo hệ thống rót khác nhau. Do vật đúc không lớn, dạng sản xuất hàng loạt nhỏ có thể coi là dạng sản xuất đơn chiếc, trong trường hợp này hệ thống rót được đặc trưng bằng các r ãnh dẫn kim loại lỏng vào khuôn. Vật đúc gang không dùng đậu ngót. . vật liệu ban đầu. - Pha chế và trộn đều . - Ủ và đánh tơi hỗn hợp. Chế tạo ruột. Để đúc giá đỡ ổ trục cần phải chế tạo hai ruột.Cả hai ruột được chế tạo bằng cát. Ruột nhỏ được chế tạo ri êng,. thiết. - Phân bố dễ dàng khắp bề mặt vật liệu hạt và cả khối vật liệu hạt để dễ trộn và cho độ bền cao. - Tạo cho hỗn hợp làm khuôn có tính dẻo nhưng không dính bám vào mẫu. - Khi vật đúc kết. kết để giảm độ bền của khuôn, nhất là ruột. - Ít hút nước, ít sinh khí. - Không độc hại. Rẻ và dễ kiếm. Chất phụ pha vào hỗn hợp làm khuôn có tác dụng: Tạo cho hỗn hợp những tính chất cần thiết