Giáo trình - Công nghệ kim loại - chương 1 pot

1.2 Đúc trong khuôn cát 1.2.1 Sơ đồ qúa trình công nghệ chế tạo vật đúc Hồi liệu Đè khuôn - Rót kim loại lỏng vào khuôn Tháo dỡ khuôn, lõi Làm sạch vật đúc Kiểm tra chất l−ợng vật đú

1.1.2 Ưu và nhược điểm

a Ưu đIểm:

• Phương pháp đúc có thể chế tạo sản phẩm từ các loại vật liệu khác nhau : kim loại đen (gang, thép, kim loại màu: nhôm, đồng, đúc vật liệu phi kim loại : đúc các tượng từ thạch cao, xi măng,

• Vật đúc có thể từ vài gam đến hàng tấn như các thân máy búa, các bệ máy,

• Vật đúc có hình dạng, kết cấu phức tạp như thân máy công cụ, vỏ động cơ v.v mà các phương pháp khác khó gia công hoặc không chế tạo được (ví dụ : vỏ động cơ, các bệ máy, thân máy )

• Có thể đúc được nhiều lớp kim loại khác nhau trong một vật đúc

• Giá thành chế tạo vật đúc rẻ vì vốn đầu tư ít, tính chất sản xuất linh hoạt, năng suất tương đối cao Có khả năng cơ khí hoá và tự động hoá

• Đúc cũng được sử dụng trong việc chế tạo các sản phẩm mang tính nghệ thuật, trang trí: chân ốp trụ điện, chuông nhà thờ, đúc tượng đài

b Nhược điểm :

• Độ chính xác về hình dáng, kích thước và độ bóng không cao (có thể đạt cao nếu đúc

đặc biệt như đúc áp lực)

• Tốn kim loại cho hệ thống rót, đậu ngót, đậu hơi

• Tốn kim loại do chiều dày thành vật đúc lớn hơn so với rèn hoặc hàn

• Dễ gây ra những khuyết tật như: thiếu hụt, rỗ khí, ngậm xỷ, thiên tích, cháy cát v.v

• Điều kiện làm việc nặng nhọc, Khi đúc trong khuôn cát thường có năng suất không cao

• Kiểm tra khuyết tật bên trong vật đúc khó khăn, đòi hỏi thiết bị hiện đại

b Các phương pháp đúc đặc biệt :

• Đúc trong khuôn kim loại, đúc dưới áp lực, đúc li tâm, đúc trong khuôn mẫu chảy,

đúc trong khuôn vỏ mỏng, đúc liên tục v.v

Tuỳ theo các dạng sản xuất mà có các phương pháp phù hợp nhưng

nhìn chung phương pháp đúc trong khuôn cát vẫn rất phổ biến

1.1.4 ứng dụng : Đúc được ứng dụng khá rộng rãi trong thực tế để:

• Sản xuất hàng tiêu dùng : soong, chảo, thìa

• Chế tạo các chi tiết máy : như thân máy búa hơi, thân máy tiện, vỏ hộp giảm tốc,

vỏ môtơ, ghi l,ò Piston, Xylanh, bánh răng, bánh đà, bánh lái,

• Chế tạo các hàng mỹ thuật, mỹ nghệ,

Hình 1- 1 Các phôi thép thỏi sau khi đúc liên tục

Hình 1- 2 ảnh động cơ của General motor và mẫu đúc của nó

1.2 Đúc trong khuôn cát

1.2.1 Sơ đồ qúa trình công nghệ chế tạo vật đúc

Hồi liệu

Đè khuôn - Rót kim loại lỏng vào khuôn

Tháo dỡ khuôn, lõi

Làm sạch vật đúc

Kiểm tra chất l−ợng vật đúc

i/

h/ g/

f/

e/

d/

c/ b/

a/

Lòng khuôn má động

Lòng khuôn má tĩnh

Hình 1- 5 Hình ảnh hòm khuôn đúc má tĩnh (a) và má động (b) êtô

Hình 1 - 6 Dạng chi tiết ống nối cần chế tạo, mẫu đúc và vật đúc

Hình 1- 7 Sơ đồ cấu tạo một khuôn đúc 2 nữa (khi đúc ống nối trên)

1 - Hòm khuôn trên; 2, 6 - Hổn hợp làm khuôn; 3- Đậu hơi và đậu ngót;

4 - Chốt định vị hai nửa hòm khuôn; 5 -Nửa hòm khuôn dưới;

7 - Lỗ xiên hơi; 8- Hệ thống rót; 9 - Lõi; 10- Lòng khuôn

Hệ thống rót (xem hình 1-3 a) là hệ thống các bộ phận để rót kim loại lỏng vào lòng

khuôn hệ thống rót gồm có : cốc rót (cốc rót thường, cốc rót có màng ngăn, cốc rót

có màng lọc xỷ, ) , ống rót, rãnh dẫn kim loại lỏng, rãnh lọc xỷ Hình dạng và kích thước của chúng được lựa chọn và bố trí hợp lí khi làm khuôn

Đậu hơi đậu ngót Đậu hơi thường được bố trí ở nơi cao nhất của khuôn để tạo điều

kiện cho qúa trình thoát khí từ lòng khuôn ra ngoài dễ dàng Đậu ngót thường được

bố trí ở những nơi tập trung kim loại để bù đấp kim loại bị thiếu hụt do co ngót

Lỗ xiên hơi tạo điều kiện thoát khí dễ dàng

Bộ mẫu bao gồm tấm mẫu, mẫu vật đúc (mẫu chính), mẫu đậu hơi, mẫu đậu ngót,

mẫu hệ thống rót (Cốc rót, ống rót, rãnh lọc xỷ, rãnh dẫn) Mẫu vật đúc tạo nên hình dạng bên ngoài vật đúc (Tuỳ theo loại vật đúc mà có thể gắn thêm gối lõi, )

Lõi là bộ phận tạo nên lỗ rỗng bên trong vật đúc Hình dạng bên ngoài của lõi là hình

dạng bên trong của vật đúc Lõi thường có rãnh thoát khí, xương cứng vững, gối lõi Lõi thường được chế tạo trong hộp lõi

Hộp lõi dùng để chế tạo lõi, hình dạng bên trong của hộp lõi là hình dạng bên ngoài

của lõi Mẫu và hộp lõi : có thể dùng được một lần, nhiều lần Khi chế tạo mẫu, hộp lõi phải tính đến độ co ngót của kim loại, tính đến lượng dư cần gia công cơ hay các yêu cầu khác về độ chính xác , độ bóng, Chính vì thế, kích thước của mẫu và hộp lõi phải được thiết lập dựa trên kích thước của chi tiết Bộ mẫu và hộp lõi được chế tạo từ các loại vật liệu gỗ, kim loại, chất dẻo hoặc các chất phi kim loại khác (xi măng, thạch cao )

Hình 1- 9 a/ Hộp lõi tròn ; b) Hộp lõi chữ T

b/

a/

c/

Hình 1- 10 a/ Bộ mẫu ê tô (a);

b/ Chi tiết, vật đúc và mẫu chân đế êtô

c/ Mẫu ống nối cong và vật đúc ống nối cong

Gối mẫu dùng để tạo nên chỗ tựa của gối lõi, giữ cho lõi đứng vững trong lòng

khuôn

Tấm mẫu dùng để kẹp mẫu khi làm khuôn

Khuôn và lõi được chế tạo bằng tay hoặc bằng máy Khuôn được làm trong hai hòm khuôn, trên nền xưởng hay bằng các loại khuôn đặc biệt khác như khuôn kim loại, Ngoài ra khi làm khuôn người ta còn có thể đặt vật làm nguội, gân cứng vững cho khuôn, lõi, Để làm khuôn cần có mẫu, hộp lõi, hòm khuôn và các dụng cụ khác

1.3 Hỗn hợp làm khuôn và làm lõi

Hỗn hợp làm khuôn và làm lõi gồm: cát, đất sét, chất kết dính, chất phụ gia, nước

v.v Có 2 loại: loại cũ (đã dùng) và loại mới chế tạo Cát chiếm tỷ lệ cao nhất trong hổn

hợp làm khuôn lõi (90% có khi đến 97-98%)

1.3.1 Yêu cầu đối với hỗn hợp làm khuôn và làm lõi

Hỗn hợp làm khuôn lõi cần có những tính chất sau:

a - Tính dẻo

Là khả năng biến dạng vĩnh cửu của nó sau khi bỏ tác dụng của ngoại lực Tính

dẻo tăng khi nước trong hỗn hợp tăng đến 8%, đất sét và chất dính tăng, cát có kích thước

hạt nhỏ

b - Độ bền

Là khả năng chịu tác dụng của ngoại lực mà không bị phá huỷ Độ bền tăng khi

hạt cát nhỏ, không đồng đều và sắc cạnh, độ mịn chặt của hỗn hợp tăng, lượng đất sét

c - Tính bền nhiệt

Là khả năng vật liệu đảm bảo độ bền hay khả năng làm việc bình thường khi ở

nhiệt độ cao, (không bị cháy, không bỉ chảy hoặc mềm ra ở nhiệt độ cao) Tính bền nhiệt

tăng khi lượng cát thạch anh Si02 tăng, hạt cát to và tròn, các tạp chất dễ chảy (Na2O,

với : R1- sức bền sẵn có của hỗn hợp, R2- sức bền sau một thời gian sử dụng

Ngoài ra hỗn hợp làm khuôn lõi còn cần phải thoả mản một số yêu cầu khác như

không dính mẫu, độ bền bề mặt để đảm bảo không bị bào mòn khi đúc, độ cứng, không

yêu cầu chất dính cao, không độc hại, giản nở nhiệt thấp,

Ngoài ra còn yêu cầu thành phần cát, kích cỡ hạt cát, thành phần hoá học của

cát,

Trong thực tế không thể thoả mản hết các yêu cầu đã nêu trên Vì vậy tuỳ loại vật

đúc mà ta chọn ưu tiên các yêu cầu phù hợp

e - Tính lún

là khả năng giảm thể tích của nó khi chịu tác dụng của ngoại lực Tính lún cần

thiết để vật đúc không bị cản trở khi đông đặc, tránh được hiện tượng nứt nẻ, công vênh

Tính lún tăng khi dùng cát sông hạt to, lượng đất sét ít, chất kết dính ít và khi tăng các

chất phụ như mùn cưa, rơm vụn, phân trâu bò khô,

t p.

5,509

với: Q : lượng thông khí thổi qua mẫu (cm3)

L : chiều cao của mẫu (cm)

F : diện tích tiết diện ngang của mẩu (cm2 )

P : áp suất của khí trước khi qua mẫu (N/ cm2 )

t : thời gian không khí thoát qua mẫu (phút )

Trong thực nghiệm, người ta lấy: Q = 2000 cm3; L = 50 mm; D = 50 mm, do

đó khi thí nghiệm chỉ cần xác định thời gian không khí thoát qua mẫu

với: g- khối lượng hỗn hợp tươi; g1- khối lượng hỗn hợp khô (ở nhiệt độ 105 - 110 oC)

Độ ẩm tăng khi lượng nước trong hỗn hợp tăng, nhưng độ ẩm phải ≤ 6- 8% vì nếu

nhiều hơn sẽ làm cho sức bền, tính thoát khí giảm

1.3.2 Các loại vật liệu làm khuôn và làm lõi

Chủ yếu là cát, đất sét, chất dính kết, chất phụ v.v

a Cát

Thành phần chủ yếu của cát là SiO2, ngoài ra còn có Al2O3, CaCO3, Fe2O3

Phân loại cát

• Theo nơi lấy cát gồm cát sông cát núi Cát sông hạt tròn đều, tính lún tính thông khí

tốt nhưng khả năng kết dính kém Cát núi hạt sắc cạnh, dể dính bám vào nhau nhưng

tính thông khí kém

• Theo độ hạt Người ta xác định độ hạt của cát theo kích thước lỗ rây Số hiệu rây gọi

theo kích thước lỗ rây Bộ rây chuẩn có 11 rây:

Bảng 1-1 Tên cát Nhóm Số hiệu rây liền kề Kích thước hạt (mm )

Theo thành phần thạch anh ( SiO2) Bảng 1-2

(ký hiệu S - sét làm khuôn, B - Ben tô nit làm khuôn)

Thành phần chủ yếu: cao lanh mAl2O3, nSiO2, qH2O, ngoài ra còn có tạp chất: CaCO3,

Fe2O3, Na2CO3

Đặc điểm của sét: Dẻo, dính khi có lượng nước thích hợp, khi sấy thì độ bền tăng

nhưng dòn, dễ vỡ, không bị cháy khi rót kim loại vào

c Chất kết dính

Là những chất đưa vào hỗn hợp làm khuôn, lõi để tăng tính dẻo và độ bền của hỗn hợp làm khuôn lõi

Yêu cầu đối với chất dính kết

• Khi trộn vào hỗn hợp, chất dính kết phải phân bố đều

• Không làm dính hỗn hợp vào mẫu, hộp lõi và dễ phá khuôn lõi

• Khô nhanh khi sấy và không sinh nhiều khí khi rót kim loại

• Tăng độ dẻo, độ bền và tính bền nhiệt cho khuôn và lõi

• Dễ kiếm, dễ chế tạo, giá thành thấp

• Không độc hại ảnh hưởng đến sức khoẻ công nhân

Phân loại chất dính kết chất dính kết

có thể phân loại thành 2 nhóm chính là chất dính kết vô cơ như sét, cao lanh, ben tô nít , chất dính hữu cơ có dầu như dầu thực vật, dầu động vật, dầu khoáng vật, ; Chất dính có bột như tinh bột, dextrin, chất dính nhựa, nước bả giấy, mật mía,

Hiện nay người ta phân loại theo 3 nhóm chính sau đây:

Loại A : Loại chất dính kết không cần pha thêm nước : dầu, dầu sơn, nhựa đường, nhựa

thông,

Loại B :Chất dính hoà tan trong nước các loại bột hồ, dextrin, nước bả giấy,

Loại C : Chất dính vô cơ nhựa, xi măng, thuỷ tinh nước, Loại này khi dùng phải pha thêm nước

Những chất dính kết thường dùng:

• Dầu: dầu lanh, dầu bông, dầu trẩu đem trộn với cát và sấy ở T0=200ữ2500C , dầu sẽ

bị oxy hoá và tạo thành màng oxyt hữu cơ bao quanh các hạt cát làm chúng dính kết chắc với nhau Khi rót kim loại nóng chảy (nhiệt độ cao) dầu bị cháy làm mát tính liên

kết, khuôn trở nên xốp, tăng tính lún, tính thông khí, dễ phá khuôn lõi

• Các chất dính kết hoá cứng: Nhựa thông, ximăng, hắc ín, nhựa đường Khi sấy

chúng chảy lỏng ra và bao quanh các hạt cát Khi khô chúng tự hoá cứng làm tăng độ bền, tính dính kết cho khuôn Thường thường dùng loại ximăng pha vào hỗn hợp khoảng 12%, độ ẩm của hỗn hợp 6ữ8%, để trong không khí 24ữ27 giờ có khả năng tự khô, loại này rất bền

• Nước thuỷ tinh là dung dịch silicat Na2O.nSiO2.mH2O hoặc K2O.nSiO2.mH2O sấy ở 200ữ2500C, nó tự phân huỷ thành nSiO2.(m-p)H2O là loại keo rất dính Khi thổi CO2vào khuôn đã làm xong, nước thuỷ tinh tự phân huỷ thành chất keo trên, hỗn hợp sẽ cứng lại sau 15ữ30 phút Nước thuỷ tinh là chất dính kết có chất lượng tốt, độ bền tăng, có khả năng khô nhanh, giá thành thấp

• Các chất dễ hoà tan trong nước : Các chất này có thể được coi như chất phụ gia

Nước đường, mật mía, bột hồ Nước đường, mật mía dùng để làm khuôn, lõi khi đúc thép Loại này bị sấy bề mặt khuôn sẽ bền nhưng bên trong rất dẻo nên vẫn đảm bảo

độ thoát khí và tính lún tốt Khi rót kim loại nó bị cháy, do đó tăng tính xốp, tính lún, thoát khí và dễ phá khuôn nhưng hút ẩm nên sấy xong phải dùng ngay

• Bột hồ: (nồng độ 2,5ữ3%) hút nước nhiều, tính chất như nước đường, dùng làm

khuôn tươi rất tốt

d.Các chất phụ

Là các chất đưa vào hỗn hợp để khuôn và lõi có một số tính chất đặc biệt như nâng cao tính lún, tính thông khí (rơm rạ, mùn cưa), làm nhẵn mặt khuôn, lõi và tăng khả năng chịu nhiệt cho bề mặt khuôn lõi (bột grafit, bột than, )

• Chất tăng tính lún và tính thông khí Trong hỗn hợp thường cho thêm mùn cưa, rơm

vụn, phân trâu bò khô, bột than Khi rót kim loại lỏng vào khuôn, những chất này cháy để lại trong khuôn những lỗ rỗng làm tăng tính xốp, thông khí, tính lún cho khuôn lõi Tỉ lệ khoảng 3% cho vật đúc thành mỏng và 8% cho vật đúc thành dày

• Chất sơn khuôn Để mặt khuôn nhẵn bóng và chịu nóng tốt, người ta thường quét lên

bề mặt lòng khuôn, lõi một lớp sơn, có thể là bột than, bột gratit, bột thạch anh hoặc dung dịch của chúng với đất sét Bột than và gratit quét vào thành khuôn, khi rót kim loại vào nó sẽ cháy tạo thành CO, CO2 làm thành môi trường hoàn nguyên rất tốt,

đồng thời tạo ra một lớp khí ngăn cách giữa kim loại lỏng với bề mặt lòng khuôn làm cho vật đúc không bị cháy cát và tạo cho việc phá khuôn dễ dàng, gia công vật đúc thuận lợi

1.3.3 Hỗn hợp làm khuôn, lõi

Hỗn hợp làm khuôn : có hai loại

a - Cát áo

Là hỗn hợp phủ sát mẫu khi chế tạo khuôn nên cần có độ bền, độ dẻo cao, đồng thời nó tiếp xúc trực tiếp với kim loại lỏng nên cần phải có khả năng chịu nhiệt cao vì vậy cát cần có độ hạt nhỏ để bề mặt vật đúc nhẵn bóng, thông thường cát áo làm bằng vật liệu mới, nó chiếm khoảng 10ữ15% tổng lượng cát khuôn

b - Cát đệm

Dùng để điền đầy phần hòm khuôn còn lại Cát đệm không tiếp xúc với kim loại lỏng nên không yêu cầu hỗn hợp phải có tính chịu nhiệt, độ bền cao lắm Tuy nhiên tính thông khí phải tốt để tạo điều kiện cho không khí thoát ra ngoài dễ dàng Vật đúc càng lớn yêu cầu độ hạt của hỗn hợp làm khuôn càng lớn để tăng tính thông khí

c - Hỗn hợp làm lõi

Điều kiện làm việc của lõi khá bất lợi nên hỗn hợp cần độ bền, tính lún, độ thông khí cao hơn khi làm khuôn nhiều Để tăng độ bền cần giảm lượng đất sét, để tăng tính chịu nhiệt P, lượng thạch anh đạt tới 100%, ít dùng hỗn hợp cũ, độ thông khí yêu cầu cao, dùng hạt cát có độ hạt 02 và nhiều chất phụ Hầu hết các lõi đều phải sấy trước khi lắp vào khuôn

1.4 Chế tạo bộ mẫu và hộp lõi

Bộ mẫu là dụng cụ chính dùng tạo hình khuôn đúc Bộ mẫu bao gồm : Mẫu vật đúc, mẫu của hệ thống rót, mẫu của đậu hơi và đậu ngót, tấm mẫu để kẹp mẫu khi làm khuôn, dưỡng để kiểm tra Mẫu của vật đúc có hình dáng bên ngoài của vật đúc Có khi có gắn thêm phần gối mẫu để tạo nên chổ tựa của gối lõi để lõi đứng vững được trong lòng khuôn

Hộp lõi được dùng để chế tạo lõi Hình dáng bên trong hộp lõi là hình dáng bên ngoài của lõi Lõi là bộ phận tạo nên lỗ rỗng bên trong vật đúc

1.4.1 Vật liệu làm bộ mẫu và hộp lõi

Yêu cầu đối với vật liệu làm bộ mẫu và hộp lõi

• Bảo đảm độ bóng, chính xác khi gia công cắt gọt

• Bền, cứng có thể dùng được nhiều lần

• Nhẹ để dễ dàng thao tác khi làm khuôn lõi,

• Không bị co khi nóng, không bị trương lên khi tiếp xúc ẩm, không bị nứt, công vênh trong khi làm việc

• Chịu được tác dụng cơ, hoá của hỗn hợp làm khuôn, ít bị mòn do ma sát, không bị rỉ

và ăn mòn hoá học

• Dễ kiếm , dễ dàng gia công và giá thành rẻ

Các loại vật liệu làm bộ mẫu và hộp lõi

Vật liệu thường dùng: kim loại, phi kim loại : gỗ, thạch cao, ximăng, chất dẻo Vật liệu làm mẫu thường dùng là gỗ và kim loại

a- Kim loại có độ bền cao, cứng, độ nhẵn bóng, độ chính xác bề mặt cao; chịu được

nhiệt độ cao; không bị thấm nước, ít bị công vênh; thời gian sử dụng lâu hơn Tuy nhiên

bộ mẫu và hộp lõi được làm từ kim loại có giá thành đắt, khó gia công nên chỉ sử dụng trong sản xuất hàng khối và hàng loạt

b- Phi kim loại gồm có các loại như gỗ, thách cao, xi măng,

Gỗ : ưu điểm là rẻ, nhẹ, dễ gia công, nhưng có nhược điểm là độ bền, cứng kém;

dễ trương, nứt, công vênh nên gỗ chỉ dùng trong sản xuất đơn chiếc, loại nhỏ,

trung bình và làm mẫu lớn Gỗ có nhiều loại: như lim, gụ, dẻ, gỗ tạp,

Thạch cao: Bền hơn gỗ (làm được 1000 lần) nhẹ, dễ chế tạo, dễ cắt gọt nhưng giòn, dễ

vỡ, dễ thấm nước nên được sử dụng để làm những mẫu nhỏ khi làm bằng tay; tiện lợi khi làm mẫu ghép và dùng trong đúc đồ mỹ nghệ (vì dễ sửa)

Ximăng: Bền, cứng hơn thạch cao, chịu va chạm tốt hơn thạch cao, rẻ, dễ chế tạo, không

hút nước nhưng nặng, khó gọt sửa vì nó dòn nên chỉ dùng làm những mẫu, lõi phức tạp,

mẫu lớn, mẫu làm khuôn bằng máy Có thể sử dụng để làm khuôn khoảng 10.000 lần 1.4.2 Nguyên lý thiết kế mẫu và hộp lõi

Muốn chế tạo vật đúc phải căn cứ vào bản vẽ chi tiết để thiết kế bản vẽ vật đúc Về hình dáng bản vẽ vật đúc giống chi tiết nhưng về kích thước người ta phải tính đến lượng dư cần gia công cơ để đảm bảo độ bóng và độ chính xác, dung sai đúc Đối với chi tiết có

lỗ rỗng thì bản vẽ vật đúc có thể đặc sau đó gia công lỗ hoặc phải thiết kế phần lõi để tạo rỗng Từ bản vẽ vật đúc vẽ nên bản vẽ mẫu và hộp lõi Bản vẽ mẫu có tính đến lượng co ngót kim loại Căn cứ vào đó người thợ mộc mẫu sẽ chế tạo mẫu, gối mẫu và hộp lõi

Thành lập Bản vẽ vật đúc: (xem hình 1- 11 Bản vẽ vật đúc của gối đỡ)

Bản vẽ vật đúc được thành lập trên cơ sở của bản vẽ chi tiết Trên bản vẽ vật

đúc cần biểu thị được: Mặt phân khuôn, kích thước vật đúc (tính đến lượng dư gia công cơ và dung sai đúc), cần phải biểu diễn được lõi và gối lõi, độ dốc đúc và góc

• Mặt phân khuôn bảo đảm dễ làm khuôn và rút mẫu.Phải đơn giản nhất (nên chọn mặt phẳng, tránh mặt cong, mặt bậc hoặc có nhiều mặt phân khuôn); số mặt phân khuôn

phải ít nhất

• Phải đảm bảo nhận được vật đúc có chất lượng tốt nhất (thường người ta bố trí phần vật đúc quan trọng cần cơ tính cao ở khuôn dưới vì ở phía trên dễ bị rổ khí, rổ xỹ và

lõm co)

b - Độ co của kim loại khi đúc

Khi hợp kim đúc đông đặc và nguội lạnh vật đúc co lại do vậy kích thước lòng khuôn phải lớn hơn kích thước vật đúc, kích thước lõi phải nhỏ hơn kích thước bên trong vật đúc Lượng co ngót phụ thuộc vào các loại vật liệu :

c- Lượng dư gia công cơ khí

Là lượng kim loại cần cắt gọt bằng quá trình gia công cơ để đảm bảo độ chính xác,

độ bóng, Trên bản vẽ ký hiệu bằng màu đỏ Tuỳ theo yêu cầu về độ bóng, độ chính xác của chi tiết, chất lượng của bề mặt chi tiết đúc điều kiện sản xuất (đơn chiếc hay hàng loạt), mức độ phức tạp của chi tiết.v.v mà ta có lượng dư gia công cơ khác nhau

d- Dung sai đúc

Khi chế tạo có sự sai lệch giữa kích thước, khối lượng danh nghĩa và thực

tế Dung sai đúc phụ thuộc vào trình độ tay nghề của công nhân mộc mẫu, làm

khuôn, lõi và lắp ráp

e- Lõi và gối lõi

Trên bản vẽ được ký hiệu bằng những gạch chéo màu xanh Gối lõi bảo đảm lõi nằm vững trong khuôn, dễ lắp ráp lõi vào khuôn

Với lõi đứng thường dùng gối lõi hình côn kích thước, góc nghiêng gối lõi vẫn bảo

đảm: h > h1 ; α > β Để trong khi lắp ráp không bị vỡ khuôn, lõi giữa gối lõi và khuôn cần có khe hỡ

Bản vẽ mẫu (xem hình 1- 12 )

Từ bản vẽ vật đúc người ta vẽ bản vẽ mẫu Kích thước mẫu tương tự như bản vẽ vật

đúc trừ phần tai gối và dung sai chế tạo mẫu Kích thước phần tai gối mẫu phải kể thêm khoảng hở s1, s2, s3 giữa gối lõi với khuôn và góc vát thành khuôn β, α, chỗ đặt gối lõi Dung sai chế tạo mẫu là sai lệch cho phép khi chế tạo mẫu Sai lệch đó phụ thuộc vào vật liệu chế tạo mẫu, dạng sản xuất, kích thước mẫu

Để làm khuôn, mẫu được chia làm 2 nữa lắp ghép với nhau bằng chốt định vị Mặt phân mẫu trùng với mặt phân khuôn Trường hợp đặc biệt mẫu có thể chế tạo dưới dạng nhiều phần tháo rời Trên bản vẽ mẫu cần thể hiện được mặt phân mẫu, chốt định vị và các phần tháo rời được của mẫu

b/

a/

c/

Hình 1-12 Bản vẽ mẫu của vật đúc a- bản vẽ chi tiết, b- bản vẽ vật đúcl c/ bản vẽ mẫu

Bản vẽ hộp lõi (Xem hình 1- 9 các dạng hộp lõi)

Tuỳ theo độ phức tạp của lõi có thể làm hộp lõi nguyên, hộp lõi 2 nữa và hộp lõi tháo rời Kết cấu, kích thước, dung sai và cách vẽ hộp lõi tương tự như thiết kế mẫu

Phương pháp làm khuôn có 2 phương pháp làm khuôn: làm khuôn bằng tay và làm

khuôn bằng máy

a) Làm khuôn bằng tay: Làm khuôn bằng tay có thể chế tạo được các khuôn phức tạp, khuôn có kích thước, khối lượng lớn, dễ thay đổi mặt hàng nhưng năng suất thấp, độ chính xác của phôi thấp và phụ thuộc rất lớn vào tay nghề công nhân

Trên hình 1-13 thứ tự làm khuôn trong 2 hòm khuôn

1 - tấm mẫu và mẫu vật đúc

2- 8 làm nửa hòm khuôn dưới

9- quay nửa hòm khuôn dưới 180 độ và lấy tấm mẫu ra

10 - 12 rây lớp cách mẫu, đặt hệ thống rót và chuẩn bị làm nửa khuôn trên

13-18 làm nửa hòm khuôn trên

19-22 - Lấy mẫu ra

23-24 đặt lõi và lắp ráp khuôn

Hình 1-13 Trình tự làm khuôn bằng tay một khuôn đúc 2 nửa

Trên hình 1-14 trình bày phương pháp làm khuôn bằng tay với mẫu bổ đôi trong hai hòm khuôn đối với vật đúc là bánh xe goòng

Hình 1-14 Trình tự làm khuôn trong 2 hòm khuôn đói với vật đúc là bánh xe goòng [1]

a/ bộ mẫu ; b/ làm nửa khuôn dưới; c/ làm khuôn trên

d và e/ lấy mẫu ra f/ Lắp ráp khuôn lõi

Sau khi đầm xong khuôn trên, xiên hơi, rút mẫu ống rót, tiến hành lật khuôn trên

để lấy mẫu và sửa khuôn (hình 1-14 d,e)

Hình 1-14f trình bày khuôn đã làm xong và lắp ráp hoàn chỉnh

b) Phương pháp làm khuôn bằng máy: Làm khuôn bằng máy có năng suất cao,

chất lượng khuôn tốt và ổn định nhưng chi phí chế tạo mẫu, hòm khuôn cao, vốn đầu tư lớn, thường sử dụng trong sản xuất hàng loạt, hàng khối

Trên hình 1-15 trình bày phương pháp làm khuôn trên máy ép

1) Bàn máy 2) Tấm mẫu 3) Hòm khuôn chính 4) Hòm khuôn phụ

5) Đầu ép 6) Giá đở 7) Xi lanh ép 8) Pistông ép 9)Lỗ nạp và xả khí

Nguyên lý làm việc: tấm mẫu(2), hòm khuôn chính (3) và hòm khuôn phụ (4)

được kẹp chặt vào bàn máy (1) Sau khi hỗn hợp từ bong-ke cấp liệu được chất đầy vào hòm khuôn, đầu ép (5) gắn trên xà (6) quay vào vị trí ép (hình 1-15a) Khí nén được cấp qua lỗ (9) vào xi lanh (7), nâng pistông (8) cùng toàn bộ bàn máy đi lên, hỗn hợp trong hòm khuôn phụ bị đầu ép nén vào hòm khuôn chính làm cho khuôn được đầm chặt (hình 1-15b

Phương pháp làm ruột (lõi)

a) Làm ruột bằng tay: Làm ruột bằng tay có thể chế tạo được các ruột phức tạp,

chi phí chế tạo hộp ruột thấp, nhưng năng suất thấp, chất lượng thấp và phụ thuộc rất lớn vào tay nghề công nhân

1, 2) Hai nửa hộp ruột 3) Chốt định vị 4) Xương 5) Tấm sấy

Làm ruột bằng hộp ruột bổ đôi là phương pháp được dùng nhiều trong đúc Hộp ruột bổ đôi gồm hai nửa (1) và (2) ghép lại với nhau bằng chốt định vị (3) , sau khi kẹp chặt hai nửa hộp ruột, tiến hành cho hổn hợp vào và đầm chặt từng lớp và đặt các xương ruột bằng thép để tăng cứng cho ruột (hình 1-17b) rồi tiếp tục đầm chặt cho đến hết (hình 1-17c) Sau đó đặt hộp ruột nằmg ngang để lấy nửa hộp ruột thứ nhất ra (hình 1-17đ) Dùng tấm sấy đở và lật để ruột nằm lên tấm sấy và lấy nửa hộp ruột thứ hai ra (hình 1-17 e)

b) Làm ruột bằng máy

Làm ruột bằng máy năng suất cao, chất lượng ruột tốt nhưng chi phí chế tạo hộp

ruột cao, vốn đầu tư lớn, chỉ thích hợp với sản xuất hàng loạt và hàng khối

Có thể làm ruột tren máy nhổi đảy; máy thổi cát,

Trên hình 1-18 trình bày phương pháp làm ruột trên máy thổi cát

2

9

Hình 1-18 Máy thổi cát

1) Bàn máy 2) Hộp ruột 3) Tấm thổi 4) Đầu thổi 5) Van ; 6) Lỗ nạp khí

7) Hỗn hợp 8) Lỗ thổi 9) Lỗ thoát khí

1.5 Tính đúc của hợp kim

Tính đúc của hợp kim liên quan đến các đại l−ợng : tính chảy loãng, tính co, tính

thiên tích tính hoà tan khí, ứng suất đúc và tổ chức của kim loại vật đúc