Nguyên tắc thiết kế mẫu Vật đúc đơn giản: người thợ tự chế tạo mẫu Vật đúc phức tạp, loạt lớn: phòng KT thiết kế bộ mẫu + Tăng năng suất + Đảm bảo chất lượng mẫu Yêu cầu khi thiết kế: Đơn giản, dễ chế tạo, thuận tiện cho việc đầm cát, làm khuôn, ruột và dễ lấy mẫu ra khỏi khuôn, ruột...
Trang 1BÀI GIẢNG SỐ 04
(Dùng cho 02 tiết)
THIẾT KẾ MẪU VÀ KHUÔN ĐÚC 1.4 Thiết kế mẫu và khuôn đúc
1.4.1 Thiết kế mẫu
a Nguyên tắc thiết kế mẫu
- Vật đúc đơn giản: người thợ tự chế tạo mẫu
- Vật đúc phức tạp, loạt lớn: phòng KT thiết kế bộ mẫu
+ Tăng năng suất + Đảm bảo chất lượng mẫu
Yêu cầu khi thiết kế:
- Đơn giản, dễ chế tạo, thuận tiện cho việc đầm cát, làm khuôn, ruột và dễ lấy mẫu
ra khỏi khuôn, ruột
- Đủ bền, ít miếng rời, nhẹ
- Chế tạo chính xác, bề mặt nhẵn
- Mẫu gỗ: dùng được lâu, không bị nở, co hoặc cong vênh nhiều
- Mẫu kim loại phải chống được ăn mòn
Các yếu tố quyết định đến phương án thiết kế bộ mẫu:
- Số lượng chi tiết đúc
+ Đúc ít: Mẫu đơn giản, rẻ + Đúc nhiều: mẫu ghép, bền,
- Cấp chính xác vật đúc
- Phương pháp làm khuôn
+ Làm khuôn bằng tay: mẫu gỗ…
+ Làm khuôn bằng máy: mẫu kim loại…
+ Làm khuôn với hỗn hợp cát khô nhanh: mẫu kim loại…
+ Làm khuôn vỏ mỏng: mẫu chất dễ cháy, chảy…
b Mẫu gỗ
- Có hai cách để thể hiện một bản vẽ thiết kế mẫu gỗ:
+ Vẽ đầy đủ các hình chiếu và mặt cắt + Vẽ đơn giản, dùng ký hiệu về các mảnh ghép: tiết kiệm thời gian, đọc dễ dàng, áp dụng cho số ít dạng mẫu…
c Mẫu kim loại
- Mẫu kim loại dùng trong sản xuất loạt và sản xuất hàng khối
Các hợp kim hay dùng: hợp kim nhôm, đồng, GX
+ Về cấu trúc: Mẫu nhỏ thì làm đặc, mẫu lớn thì làm rỗng có gân tăng cứng + Về độ xiên:
Trang 2+ Về kết cấu đầu gác
d Tấm mẫu
e Hộp ruột
- Có mặt đủ rộng , phẳng để có thể đầm hoặc ép cát, thổi cát vào
- Chính xác, bền, thoát hơi tốt, ít biến dạng
1.4.2 Khuôn đúc và các phương pháp làm khuôn
a Khuôn đúc
- Bản vẽ khuôn đúc có kèm theo các bản hướng dẫn quy trình đúc sẽ giới thiệu đầy
đủ kỹ thuật chế tạo và lắp ráp ruột
- Khi thiết kế đơn giản không cần bản vẽ khuôn đúc
- Khi thiết kế đầy đủ, bản vẽ khuôn đúc được trình bày tỉ mỉ, bao gồm hầu hết mọi nội dung kỹ thuật của khuôn đúc:
Hình 1: Kết cấu hòm khuôn khi đúc trong khuôn cát
* Các hòm khuôn: hòm khuôn trên, hòm khuôn dưới, chứa hỗn hợp làm khuôn,
mẫu
* Hỗn hợp làm khuôn: tạo lòng khuôn và các hệ thống rót, đậu ngót, đâu hơi
* Lòng khuôn: phù hợp với hình dáng vật đúc
* Hệ thống rót: có nhiệm vụ để rót kim loại vào lòng khuôn
* Đậu ngót (đậu hơi): dẫn hơi từ lòng khuôn ra ngoài khi kim loại chảy vào hoặc
bổ xung kim loại cho vật đúc
* Mẫu: tạo ra lòng khuôn, có hình dạng bên ngoài vật dập
* Hộp lõi: giống hình dạng bên trong vật dập
* Mặt phân khuôn: mặt tiếp xúc giữa 2 hòm khuôn
Trang 3- Một số lưu ý:
+ Thể hiện giao tuyến ở mặt phân khuôn để dễ hình dung toàn bộ mặt phân khuôn, chỗ thành khuôn mỏng khó đầm chặt cát, ụ cát mảnh dễ vỡ, đồng thời phải thể hiện rõ lỗ rỗng của khuôn
+ Đánh số thứ tự và ký hiệu ruột bằng cách kẻ ký hiệu khác nhau, khe hở các ruột,
đầu gác
+ Đường thông hơi không bị tắc, không bị kim loại lỏng rơi vào
b Hòm khuôn
Hòm dùng làm khuôn phải đảm bảo bền, cứng vững, không thay đổi kích thước
khi thao tác, nhẹ, kích thước nhỏ
- Khoảng cách từ lòng khuôn đến thành hòm khuôn ≥ 50÷100mm
- Xác định chiều dài rãnh dẫn và rãnh lọc xỉ để tính khoảng cách đến thành hòm khuôn
- Chiều cao hòm khuôn trên xác định theo chiều cao của cột áp suất kim loại lỏng
- Các loại hòm khuôn:
+ Hòm đúc bằng gang: được dùng phổ biến, rẻ tiền
+ Hòm đúc bằng thép: bền
+ Hòm đúc bằng hợp kim nhôm
+ Hòm bằng thép hình, thép tấm
+ Hòm lắp ghép nhiều mảnh: dùng cho cỡ lớn
+ Hòm dùng làm khuôn bằng tay
+ Hòm dùng làm khuôn máy
1.4.3 Các phương pháp làm khuôn
a) Làm khuôn bằng tay
- Làm khuôn dưới:
+ Đặt mẫu dưới lên tấm mẫu
+ Đặt hòm khuôn dưới, xương
khuôn (nếu cần)
+ Đổ hỗn hợp làm khuôn (rải cát
áo, đổ cát đệm)
+ Đầm chặt và tạo lỗ, rãnh thoát
khí
Hình 2: Kết cấu hòm khuôn dưới
Trang 4- Làm khuôn trên:
+ Lật hòm khuôn dưới, lấy mẫu trên
+ Lắp hòm khuôn trên, đặt mẫu phụ
+ Đổ hỗn hợp, đầm chặt, tạo lỗ thoát khí
+ Rút các mẫu phụ (mẫu hệ thống rót)
+ Lật hòm khuôn trên
Hình 3: Kết cấu hòm khuôn trên
- Rút mẫu dưới
- Rút mẫu trên
- Tạo rãnh dẫn, sửa khuôn
- Lắp khuôn và lõi
*) Quy trình làm khuôn đúc bằng tay hai hòm khuôn, lõi ngang
- Làm khuôn dưới
- Làm khuôn trên
Hình 4: Quy trình làm khuôn đúc bằng tay
hai hòm khuôn, lõi ngang
Trang 5*) Làm khuôn trên nền xưởng
Làm khuôn trên nền xưởng là dùng ngay nền xưởng tạo khuôn dưới phương pháp này thích ứng trong sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ, vật đúc trung bình và lớn không yêu cầu bề mặt nhẵn đẹp, kích dưới không cần chính xác
Hình 5: Làm khuôn đúc trên nền xưởng
*) Làm khuôn trong 3 hoặc nhiều hòm khuôn
Phương pháp này thích ứng khi làm khuôn với mẫu phức tạp mà không thể làm trong 2 hòm khuôn được
Hình 6: Làm khuôn đúc trong 3 hòm khuôn
*) Làm khuôn xén
Trong thực tế, khi mặt ráp khuôn là một mặt cong phức tạp Hơn nữa mẫu là một mẫu nguyên song không thể tháo mẫu ra được, người ta phải dùng thêm nguyên công xén phần cát cản trở việc rút mẫu gọi là làm khuôn xén Trình tự làm khuôn như sau:
+ Đặt mẫu lên tấm mẫu rồi thực hiện làm nửa khuôn dưới
+ Lật khuôn dưới, dùng bay xén phần cát 3 làm cản trở việc rút mẫu
+ Rắc cát chống dính rồi làm nửa khuôn trên
Hình 7: Làm khuôn xén
Trang 6b) Làm khuôn bằng máy
*) Dầm chặt khuôn đúc bằng cách ép
Có nhiều kiểu dầm chặt hỗn hợp làm khuôn đúc bằng cách ép: ép trên xuống, ép dưới lên và ép cã 2 phía Máy ép làm khuôn có năng suất cao, không ồn nhưng độ dầm chặt thay đổi mạnh theo chiều cao Khi ép trên độ dầm chặt mặt dưới khuôn thấp nên chịu áp lực kim loại lỏng kém Máy ép chỉ thích hợp với hòm khuôn thấp
*) Dầm chặt khuôn đúc trên máy dằn
Mẫu 2 và hòm khuôn chính 3 lắp trên bàn máy 1, hòm khuôn phụ 4 bắt chặt với hòm khuôn 3 Sau khi đổ hỗn hợp làm khuôn, ta mở cho khí ép theo rãnh 5 vào xi lanh 6
để đẩy pittông 7 cùng bàn máy đi lên
Đến độ cao khoảng 30 - 80 mm thì
lỗ khí vào 5 bị đóng lại và hở lỗ khí 8, nên
khí ép trong xi lanh thoát ra ngoài, áp suất
trong xi lanh giảm đột ngột, bàn máy bị rơi
xuống và đập vào thành xi lanh Khi
pittông rơi xuống thì lổ khí vào 5 lại hở ra
và quá trình dằn lặp lại
Trang 7
*) Dầm chặt khuôn đúc trên máy vừa dằn vừa ép
Mẫu 2, hòm khuôn 3,4 lắp chặt
trên bàn máy 1 Đổ đầy hỗn hợp làm
khuôn Khí ép theo rãnh 8 vào xi lanh 9
và đẩy pittông 7 cùng bàn máy đi lên,
khi lỗ khí 6 hở ra khí ép thoát ra ngoài,
bàn máy lại rơi xuống thực hiện quá
trình dằn Sau khi dằn xong quay chày
ép 5 về vị trí trên hòm khuôn, đóng cửa
vào rãnh 8, mở rãnh 10, khí ép sẽ nâng
pittông 11 cùng toàn bộ pittông 7 và bàn
máy đi lên thực hiện quá trình ép Độ
dầm chặt hỗn hợp làm khuôn phương
pháp này tương đối đều
