3. THIẾT KẾ KHUÔN ĐÚC ÁP LỰC CÀNG THẮNG XE GẮN MÁY HONDA
3.3.2.6.Thiết kế hệ thống rót và thoát hơ
- Khi thiết kế hệ thống rót cần tuân thủ các nguyên tắc sau:
• Quãng đường chuyển động của kim loại lỏng trong hệ thống rót là ngắn nhất.
• Tiết diện các kênh dẫn thu hẹp dần từ buồng ép tới hốc khuôn. Hệ thống rót thu hẹp dần cho phép giảm sự cuốn khí của dòng kim loại lỏng. ngoài ra, khi đi qua một hệ thống rót thu hẹp dần, kim loại lỏng sẽ tăng dần tốc độ. Trong một dòng chảy có gia tốc, các bọt khí sẽ liên kết lại với nhau và sẽ được đẩy vào rãnh rửa.
• Rãnh dẫn là phần quan trọng nhất của hệ thống rót. Tiết diện rãnh dẫn quyết định vận tốc nạp, còn chiều dày của nó quyết định tính chất điền đầy khuôn.
Trong đó : K1 – hệ số xét tới hình dạng vật đúc. K2 – hệ số xét tới áp suất ép. Vép – là vận tốc ép trung bình. Dép – đường kính buồng ép. ΣFdẫn – tổng tiết diện các rãnh dẫn. Giá trị K1 Giá trị K2 Với vép = 15 m/s ; K1 = 1.5 ; K2 = 2,50 ; Dép = 42 mm Ta tính được ΣFdẫn = 370 mm2 Ta bố trí hai rãnh dẫn, vậy Fdẫn = 185 mm2 • Hình dạng tiết diện rãnh dẫn: + Kênh hình tròn:
Loại này có ưu điểm là cho phép một lượng vật liệu tối đa chảy qua mà không bị mất nhiều nhiệt. khuyết điểm của loại này là làm tăng giá thành chế tạo khuôn vì rãnh dẫn phải nằm ở hai mặt khuôn.
+ Kênh hình chữ nhật:
Loại vật đúc Giá trị K1
Vật đúc đơn giản, thành dày 0.75 Vật đúc có kết cấu dạng hộp 1.00 Vật đúc phức tạp 1.50 Vật đúc rất phức tạp, thành mỏng 2.00 Áp lực ép, MPa Giá trị K2 Dưới 20 Mpa 2.50 20 – 40 2.00 40 – 60 1.75 60 – 80 1.50 80 – 100 1.25 Trên 100 1.00
Loại này tuy dễ chế tạo nhưng lại dễ gây ra sự cố trong quá trình hoạt động. Đây là loại dở nhất.
+ Kênh hình thang đáy tròn:
Loại này tuy phải sử dụng nhiều vật liệu hơn nhưng lại dễ chế tạo và sử dụng, loại này đặc biệt có lợi khi rãnh dẫn phải đi qua một mặt trượt.
+ Kênh hình thang đáy có các góc:
Loại này không tốt bằng loại hình thang đáy tròn. Tuy nhiên nếu bo tròn các góc lại thì sẽ mang lại hiệu quả cao khi sử dụng.
+ Loại kênh hình elip, bán nguyệt là nhiều khuyết điềm nhất nên không trình bày ra đây.
Tóm lại, tiết diện ngang của một loại rãnh dẫn phải là hình tròn hoặc hình thang.
• Ta sử dụng loại kênh hình thang được bo tròn ở đáy, kích thước như trên hình 3.27
Vật liệu thừa
Vật liệu thừa
25 75° 75° 8 R1 Hình 3.27: Rãnh dẫn hình thang - Thiết kế rãnh rửa: • Tác dụng của rãnh rửa: + Làm giảm bọt khí trong vật đúc. + Đóng vai trò của kênh thoát khí.
+ Tạo cân bằng nhiệt cho tối ưu khuôn, đặc biệt khi đúc các vật đúc thành mỏng ở nhiệt độ rót thấp.
• Xác định kích thước và vị trí rãnh rửa:
+ Chiều dày khe nối từ hốc khuôn đến rãnh rửa không được nhỏ hơn 0,5 – 1,0 mm phụ thuộc vào chức năng của rãnh rửa. Nếu rãnh rửa dùng để loại trừ khí nhiễm bẩn vào kim loại, thì chiều dày khe nối nên lấy khoảng 0,7 – 0,8 chiều dày thành vật đúc δ, còn nếu sử dụng như vật mang nhiệt thì là 0,4 ÷ 0,5δ.
0.4 - 0.85 - 160.2 - 0.25 0.2 - 0.25
Hình 3.28: Các kích thước của rãnh rửa
+ Khi máy đúc là máy có buồng ép ngang thì rãnh rửa được bố trí như hình 3.29.
Hình 3.29: Vị trí rảnh rửa trong máy đúc có buồng ép nằm ngang
+ Phụ thuộc vào chức năng và vị trí đặt, rãnh rửa được chia làm hai loại: cục bộ và chung.
Rãnh rửa chung được xem xét khi thiết kế khuôn và có thể bố trí không những ở cuối khuôn mà còn ở các nửa khuôn. Với chức năng loại trừ khí thể tích tổng của rãnh rửa được lấy khoảng 0,2 – 0,4 thể tích vật đúc, còn với chức năng ổn định chế độ nhiệt thì lấy 0,5 – 1,0 thể tích vật đúc.
Rãnh rửa cục bộ được đặt ở vùng hội lưu của hai hoặc một số dòng chảy của hợp kim. Thể tích của chúng không lớn (0,05 – 0,2 thể tích vật đúc) và có chức năng nung khuôn ở các vị trí dễ tạo thành các khuyết tật khớp nối và hàn nối. Ở khuôn có nhiều hốc khuôn, rãnh rửa thực hiện đồng thời
vai trò tiếp nhận hỗn hợp khí - kim loại và nhân tố mang nhiệt, san bằng trường nhiệt độ trong khuôn và vật đúc. - Thiết kế kênh thoát khí: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
• Việc bố trí kênh thoát khí phụ thuộc vào đặc trưng của quá trình điền đầy khuôn. Khi hốc khuôn được điền đầy bằng dòng liên tục, rãnh thoát khí được đặt ở vị trí cách xa rãnh dẫn nhất hoặc ở nơi tạo thành sự dâng thủy lực. Còn khi dòng chảy trong khuôn là phân tán hoặc phân tán rối, các kênh thoát khí nên bố trí ở tất cả các phần của khuôn.
• Kênh thoát khí thường được bố trí ở mặt phân khuôn và có dạng khe hẹp có chiều dày δth.khí phụ thuộc vào hợp kim đúc.
• Chiều dày kênh thoát khí được lấy theo bảng 3.3
• Theo những chỉ dẫn và tính toán ở trên, hệ thống rãnh dẫn và rãnh rửa của ta như hình 3.21.
Bảng 3.3: Chiều dày kênh thoát khí (điền đầy khuôn ở trạng thái lỏng), mm
Hợp kim đúc δth.khí Hợp kim đúc δth.khí Chì – antimoan 0,05 – 0,10 Manhê 0,10 – 0,15
Kẽm 0,08 – 0,12 Đồng 0,15 – 0,20
Nhôm 0,10 – 0,20 Thép 0,20 – 0,30
(Nếu điền đầy khuôn ở trạng thái lỏng – rắn thì δth.khíphải lấy lớn hơn gấp 2 ÷ 3 lần )