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.
Khi thiết kế bộ mẫu cần l-u ý các vấn đề sau:
Hình 36- Ghi kích th-ớc ở mẫu
a) Kích th-ớc có l-ợng hụt bù cho co bị cản và kích th-ớc không tính độ co (±); b) Ghi kích th-ớc chung
- 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.