D- Cơ sở cụng nghệ làm khuụn:
3- Thiết kế hộp ruột:
Để đảm bảo chất lượng của ruột, ta thiết kế hộp ruột từ kim loại( Hợp kim nhụm) cũng giống như loại hợp kim làm mẫu.
Do hộp ruột làm bằng kim loại nờn phải thiết kế hộp ruột sao cho tiết kiệm được nhiều kim loại nhất.
Hộp ruột cú thành bao quanh là cỏc miếng rời. Để tạo thành hỡnh của chi tiết trờn hộp ruột cú một nắp để đặt lờn ruột.
Nắp này được định vị bằng tai trờn thành hộp ruột.
4)- Chọn phương ỏn làm khuụn trong hũm, hũm khuụn cú kớch thước đủ lớn để chứa được vật đỳc.
Ta chọn hũm khuụn để làm khuụn cho chi tiết cú kớch thước nh sau; + Hũm trờn cao h= 15 cm; dài a= 50 cm; rộng b = 45 cm.
+ Hũm dưới cao h = 18 cm; dài a = 50 cm; rộng b = 45 cm.
+ Để thuận tiện cho việc nhấc, đặt hũm khuụn. Hũm khuụn cú tai để nhấc hũm dễ dàng.
Mỗi hũm cú 4 tai, mỗi bờn chiều rộng cú 2 tai. Tai này cú chiều dài là 12 cm và đường kớnh của tai là 3 cm
5)- Thao tỏc làm khuụn:
- Ta đặt mẫu lờn một một tấm gỗ cú tiết diện lớn hơn tiết diện của hũm khuụn.
- mặt của mẫu mà tiếp xỳc với tấm gỗ chớnh là mặt phõn khuụn. - Ta đem cỏt ỏo phủ lờn trờn mẫu với chiều dầy từ 7 – 10 cm. - Sau đú ta phủ cỏt đệm lờn trờn cỏt ỏo chiều dày từ 5 – 7 cm.
- Để tiết kiệm hỗn hợp làm khuụn ta sử dụng hỗn hợp cỏt cũ làm cỏt đệm, cỏt ỏo dựng cỏt mới để đảm bảo độ chớnh xỏc cho vật đỳc
- Ta gió khuụn chỳ ý sao cho mẫu khụng bị lệch vị trớ.
- Ta tiếp tục phủ cỏt đệm lờn trờn vựơt qua độ cao hũm khuụn và gió.
- Sau khi gió xong ta dựng thước để gạt phẳng mặt khuụn, và chỉnh sửa lại mặt khuụn.
- Khi sửa khuụn dưới xong ta lật mặt khuụn dưới lờn. Mặt phõn khuụn lỳc này nằm ở trờn.
- Ta rắc cỏt phõn ly lờn trờn mặt phõn khuụn. Và đặt rónh dẫn vào hũm khuụn, ấn rónh dấn vào sõu hỗn hợp làm khuụn và sửa khuụn.
- Đặt rónh lược xỉ lờn trờn rónh dẫn, ống rút lờn trờn rónh lược xỉ. Đặt đậu hơi đối diện với hệ thống dẫn.
- Phủ lớp cỏt ỏo xung quanh hệ thống rút, chiều dầy lớp cỏt ỏo cũng từ 7 – 10 cm. - Cỏc thao tỏc gió khuụn như khi làm hũm khuụn dưới.
- Sau khi làm khuụn trờn xong ta rải một lớp cỏt tạo nền cỏt tương đối phẳng để nhấc hũm trờn ra.
- Trước khi nhấc hũm khuụn trờn ra ta phải dựng cọc định vị để xỏc định vị trớ của hũm trờn so với hũm dưới.
- Lật ngược hũm trờn lờn đặt vào nền cỏt vừa tạo và ta rỳt mẫu cũng như hệ thống rút ra ngoài.
- Sau khi rỳt mẫu và hệ thống rút ra ta tiến hành việc xiờn hơi cho khuụn. - Xiờn hơi xong ta sửa lại lũng khuụn.
- Sau đú sơn khuụn bằng phấn chỡ
- Ta đặt ruột đó được sấy vào trong lũng khuụn.
- Đặt ruột đỳng vị trớ. Đầu gỏc ruột phải nằm tại vị trớ mà mẫu đó tạo ra trong khuụn.
- Ta phải lấp khe hở giữa đầu gỏc ruột vúi hỗn hợp làm khuụn, nếu khụng kim loại lỏng sẽ tràn vào khe hở đú phủ kớn lờn đầu gỏc ruột. Vỡ thế ruột khụng thể thoỏt hơi ra được.
Cỏc thao tỏc tương tự để làm cỏc hũm khuụn khỏc.
III- Tớnh toỏn hệ thống rút cho vật đỳc:
a)- Tớnh khối lượng của vật đỳc
Do vật đỳc cú dạng hỡnh hộp nờn khi tớnh khối lượng của vật đỳc. Ta coi vật đỳc là đặc sau đú ta đem trừ khối lượng ruột trong vật đỳc sẽ tỡm ra khối lượng của vật đỳc.
Gọi khối lượng của vật đỳc đặc là G1, khối lượng của phần ruột là G2 Ta cú Gvd = G1 – G2
G1 = 30,2 Kg G2 = 19,9 Kg
Vậy Gvd= G1 – G2 = 30,2 – 19,9 = 10,3 Kg
Ta lấy khối lượng của hệ thống rút bằng 20% của vật đỳc. Glt = Gvd + Ghtr = 1,2Gvd = 12,3 Kg
Ta tỡm ra được khối lượng vật đỳc ( cả hệ thống rút ) là 12,3 Kg b)- Tớnh thời gian rút lý thuyết:
Từ cụng thức T = s3 g G.
Trong đú T là thời gian rút lý thuyết s hệ số lấy s = 1,6
g chiều dầy trung bỡnh thành vật đỳc g = 12 mm
G khối lượng của vật đỳc ( cả hệ thống rút) G = 12,3 Kg
Vậy T = 1,63 g G. =1,6 12.12,33 = = 8,5 (s) c)- Tớnh tốc độ dõng của kim loại trong khuụn: Tốc độ dõng của kim loại v = C
T
Với C - chiều cao của vật đỳc (cm) C = 6 cm
Thời gian rút T = 8,5 (s) V = 6/8,5= 0,0,73 (cm/s)
d)Sau khi xỏc định thời gian rút khuụn lý thuyết T, ta tớnh diện tớch tiết diện ở chỗ hẹp nhất của hệ thống rút Fmin Ta cú cụng thức: Fmin = 0,31 . 0,311 . tb tb G G T T h h à = à
Trong đú G- khối lượng của vật đỳc kể cả hệ thống rút (Kg) G = 12,3 Kg
à- hệ số trở lực chung của khuụn
Chọn à= 0,5
htb- cột ỏp suất thuỷ tĩnh trung bỡnh của kim loại (cm)
G
T - tốc độ cung cấp kim loại từ thựng rút (Kg/s)
Ta phải tớnh cột ỏp suất thuỷ tĩnh trung của kim loại trong khuụn. Cột ỏp suất thuỷ tĩnh trung bỡnh của kim loại htb (tớnh bằng cm) trong thời gian rút khuụn, đựoc tớnh theo cụng thức:
htb = Ho – P21
C
Trong đú Ho - là ỏp suất thuỷ tĩnh ban đầu lớn nhất (cm) P - là chiều cao vật đỳc trờn rónh dẫn (cm)
C - là chiều cao của vật đỳc ở vị trớ khi rút (cm) P = 0
Vậy htb = Ho = 15 (cm)
Tiết diện nhỏ nhất của hệ thống rút là Fmin: Fmin = 0,31 . 0,311 . tb tb G G T T h h à = à = 12,3 2, 4 0,31.0,5 15.8,5= cm2 Trong hệ thống rút thỡ tiết diện nhỏ nhất của hệ thống là rónh dẫn
Tiết diện nhỏ nhất trong hệ thống rút là rónh dẫn. Do hệ thống rút cho vật đỳc cú 2 rónh dẫn nờn tiết diện của một rónh dẫn là Fmin/2 = 1,2 ( cm2)
a = 15; b= 12; h =8 (mm) e)- chọn rónh xỉ và ống rút: Với vật đỳc gang ta chọn tỷ lệ: Fd: Fx: Fr = 1 : 1,2 : 1,4 + Tiết diện rónh xỉ: Fx = 2,4. 1,2= 2,9 ( cm2) Chọn rónh xỉ hỡnh thang thấp cú kớch thước: ( bảng 39) a= 18; b = 14; h = 18; c= 19 + Tiết diện ống rút: Fr = 2,4. 1,4 = 3,4 ( cm2) Vậy đường kớnh ống rút là: D = 2 S π = 2 3, 4 3,14 = 2,2 (cm2) Đường kớnh ống rút là D = 2,2 (cm2) Ta chọn kớch thước cốc rút là D = 80; D1 = 60 ; H = 80. Dung tớch của cốc rút là 300 (cm3)
d
HD D
D1
Ta cú lượng tiờu thụ kim loại là G/T = 12,3/8,5 = 1,4 (Kg/s) Vậy chọn cốc rút cú dung tớch là 2 Kg( tra bảng 38)
f) Tớnh lực đố khuụn: Ta cú cụng thức:
P = k[ H ( Fvd + Fhtr)Ykl - ( Ykl – Yr)Vr – q ] Trong đú:
P: lực đẩy nổi tỏc dụng lờn hũm trờn,( daN) k = 1,5 -3, hệ số an toàn cú tớnh đến va đập thuỷ lực của dũng kim loại rút vào khuụn; vật đỳccàng lớn, rút càng cao thỡ trị số k lấy càng lớn.Chọn k = 1,5
H : chiều cao của nửa khuụn trờn, (dm) H =0,75 dm
Fvd : diện tớch hỡnh chiếu bằng của vật đỳc ( lờn mặt rỏp khuụn) (dm2) Fvd = 6,3 (dm2)
Fhtr : diện tớch hệ thống rút ở mặt rỏp khuụn (dm2) Fhtr = 0,1 ( dm2)
Ykl và Yr : khối lượng riờng của kim loại lỏng và ruột ( kg/dm3) Ykl = 7,8Kg/dm3
Yr = 0,7 (Kg/dm3)
Vr :Thể tớch ruột khụng kể đầu gỏc ( dm3) Vr = 2,1 (dm3)
P = k[ H ( Fvd + Fhtr)Ykl - ( Ykl – Yr)Vr – q ] = 1,5[0,75(6,3 + 0,1)7,8 - (7,8 – 0,7)2,1 - 8]
= 1,5[ 37,4- 14,9 - 8] = 21,75(daN)
Vậy ta dựng tạ đố hũm khuụn cú khối lượng là 21,75 Kg g) Lượng dư của cụng nghệ:
Trờn bản vẽ chi tiết những nơi cú yờu cầu đặt lượng dư gia cụng ∆6;∆5;∆4 ta để lượng dư trờn bản vẽ thiết kế là 4. Ta đặt lượng dư tại những chỗ khụng cần gia cụng là 1, lượng co ngút của gang xỏm là 1 vỡ thế khi tớnh toỏn ta chỉ phải đặt lượng dư cho những chỗ cần gia cụng.lượng dư của hai mặt trờn và mặt dưới là 1
h) Độ cụn thoỏt mẫu là 1O (tra bảng trong sỏch thiết kế đỳc)