Đồ án Tốt Nghiệp ĐHBKHN,Thiết kế Khuôn đúc Áp lực,Có đầy đủ File bản vẽ chất lượng kèm theo

Đồ án Tốt nghiệp Đại Học Bách kHoa Hà Nội. CÓ kèm theo đầy đủ bản vẽ chất lượng cao. Bản vẽ Lắp tổng thể, Và bản vẽ tách tất cả các chi tiết. Đồ án tốt nghiệp thiết kế khuôn. Phục vụ cho các em sinh viên Đại học ngành kỹ thuật công nghệ tham khảo. Thiết kế khuôn đúc áp lực chi tiết xe máy HonDa

M C L C ỤC LỤC ỤC LỤC

Lời nói đầu 4

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ĐÚC ÁP LỰC 5

1 GIỚI THIỆU 5

1.1 Sơ lược về công nghệ đúc áp lực 5

1.2 Nguyên lý làm việc 6

1.3 Những đặc điểm của việc điền đầy hốc khuôn 8

1.4 Các thành phần cơ bản của khuôn đúc áp lực nhôm 9

1.5 Hợp kim trên cơ sở nhôm 9

1.6 Ưu, nhược điểm của phương pháp đúc áp lực 12

1.6.1 Ưu điểm 12

1.6.2 Nhược điểm 12

1.7 Phạm vi sử dụng 13

1.8 Thiết bị dùng trong đúc áp lực 13

1.8.1 Hệ thống bơm kim loại lỏng 13

1.8.2 Bộ khuyếch đại áp suất 14

1.8.3 Hệ thống kẹp khuôn 14

1.8.4 Hệ thống đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn 18

1.8.5 Lựa chọn máy đúc 19

1.9 Thiết kế chi tiết đúc áp lực 20

1.10 Vài chú ý khi thiết kế khuôn đúc áp lực 23

1.11 Các khuyết tật trong đúc áp lực 32

1.11.1 Khuyết tật rót thiếu 32

1.11.2 Nếp xếp chồng 33

1.11.4 Lỗ xốp co 33

1.11.5 Vết nứt 34

1.11.6 Khuyết tật dộp 35

1.11.7 Vết mài mòn do ma sát 35

1.11.8 Sự rạn nứt do nhiệt 35

1.11.9 Rỗ xốp do hấp thụ khí (rỗ khí) 35

1.11.10 Sự hàm dính khuôn 36

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ KHUÔN ĐÚC ÁP LỰC CÀNG THẮNG XE MÁY 37

2 THIẾT KẾ KHUÔN ĐÚC ÁP LỰC CÀNG THẮNG XE MÁY HONDA 37

2.1 Giới thiệu chi tiết 37

2.2 Thiết lập bản vẽ chi tiết 38

2.3 Thiết kế sơ bộ 40

2.3.1 Phương án thiết kế đúc 40

2.3.2 Tính toán các thành phần khuôn 43

2.4 Thiết kế chi tiết 83

2.4.1 Tách khuôn 83

2.4.2 Tạo hệ thống rót, rãnh rửa 91

CHƯƠNG III: MÔ PHỎNG VÀ GIA CÔNG KHUÔN 95

3 MÔ PHỎNG GIA CÔNG KHUÔN 95

3.1 Trình tự mô phỏng gia công bằng phần mềm Pro Engineer 95

3.2 Chuẩn bị cho quá trình gia công 95

3.3 Thiết lập các thông số công nghệ cho quá trình gia công 95

3.3.1 Phay thô hốc vỏ khuôn đực 95

3.3.2 Phay tinh hốc vỏ khuôn đực 96

3.3.3 Khoan lỗ lắp chốt dẫn hướng 97

TỔNG KẾT 105

TÀI LIỆU THAM KHẢO 106

Lời nói đầu

Ngày nay lĩnh vực công nghiệp ô tô, xe máy đang phát triển một cách rầm rộ Songhành cùng sự phát trển đó là nghành công nghệ đúc áp lực một nghành cung cấp chủyếu cho công nghiệp ô tô, xe máy Tuy nhiên việc thiết kế khuôn đúc áp lực ở ViệtNam lại tỏ ra không hiệu quả do chúng ta chỉ áp dụng công nghệ CAD/CAM vào thiết

kế khuôn mà chưa chú trọng tới vấn đề ứng dụng CAE vào tính toán thiết kế nhằmgiảm tối đa thời gian thiết kế, đưa ra những khuyến cáo giúp người kĩ sư khắc phụcđược những sai sót trong khi vần chưa đem sản xuất điều đó làm nâng cao chất lượngthiết kế và giảm gia thành sản phẩm Nhiệm vụ áp dụng những công nghệ mới vàothiết kế khuôn đúc áp lực không ai khác đó chính là nhiệm vụ của các kĩ sư CôngNghệ Đúc phải đảm nhiệm Đẻ góp phần nhỏ bé của mình vào công cuộc phát triểncủa ngành công nghệ Đúc Áp Lực ở Việt Nam Sau một thời gian tìm hiểu cùng với sự

hướng dẫn tận tình của cô giáo T.S Nguyễn Thị Thu em đã chọn đề tài “Nghiên cứu,

tính toán, mô phỏng công nghệ đúc áp lực cao và ứng dụng trong chế tạo chi tiết xemáy” Làm đề tài tốt nghiệp Do kiến thức còn hạn chế nên trong quá trình tính toán vàthiết kế không tránh khỏi những sai sót do thiếu thực tế và kinh nghiệm thiết kế nên

am rất mong có sự hướng dẫn chỉ bảo của các thầy để em có thể củng cố và hoàn thiệnkiến thức của mình khi bước vào thực tế sản xuất trong tương lai

Chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô giáo T.S Nguyễn Thị Thu đã tận

tình hướng dẫn, dìu dắt em trong suốt quá trình thực hiện đồ án này Nhân đây emcũng xin chân thành cảm ơn các thầy trong bộ môn nói riêng cùng toàn thể các thầycác cô trong trường đại học Bách Khoa Hà Nội nói chung trong suốt thời gian qua đãdạy dỗ em thành người có tri thức để có thể cống hiến và phực vụ xã hội trong tươnglai

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ĐÚC ÁP LỰC

1 GIỚI THIỆU

- Đúc là một phương pháp tạo hình vật liệu quan trọng nhất hiện nay, trong đó đúc áplực là một trong những phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất Đi đôi với phương

pháp này, việc thiết kế và chế tạo khuôn là một vấn đề quan trọng bậc nhất, nó chiếmphần lớn thời gian của quá trình sản xuất Ngày nay, với sự trợ giúp của máy tính vàcác phần mềm chuyên dụng, việc thiết kế và chế tạo khuôn đã trở nên nhanh chóng và

dễ dàng

- Trong những năm gần đây, phương thức sản xuất này đã xâm nhập khá phổ biến vàongành cơ khí nước ta, tạo nên những chuyển biến lớn trong sản xuất chế tạo Vì vậy,việc nắm bắt và có kiến thức vững vàng về vấn đề này là một yêu cầu cần thiết

- Trong giới hạn của đồ án tốt nghiệp này, em sẽ trình bày cách thức để chế tạo một bộkhuôn hoàn chỉnh với sự trợ giúp của máy tính và các phần mềm chuyên dụng

1.1 Sơ lược về công nghệ đúc áp lực

- Đúc áp lực là phương pháp chế tạo vật đúc có năng suất rất cao, có thể tự động hóahoàn toàn, độ chính xác và độ bóng bề mặt vật đúc thuộc loại cao nhất Hiện nay, sảnlượng các vật đúc được chế tạo bằng phương pháp đúc áp lực chiếm tỷ trọng lớn nhấttrong các phương pháp đúc đặc biệt

- Ngày nay quá trình đúc áp lực được thực hiện bằng các máy chuyên dùng tự độnghóa và cơ giới hóa cao Sự đơn giản và ít công đoạn trong đúc áp lực mở ra nhữngtriển vọng to lớn để tự động hóa toàn bộ các quá trình sản xuất

Hình 1 1:

Một số chi tiết được chế tạo bằng công nghệ đúc áp lực

1.2 Nguyên lý làm việc

4

Hình 1 2: Nguyên lý làm việc của quá trình đúc áp lực

- Nguyên lý làm việc của quá trình đúc áp lực được mô tả theo hình 1.2 Kim loại lỏngđược rót vào buồng ép 1, sau đó xilanh thủy lực vận hành, piston ép 2 đẩy kim loạilỏng điền đầy vào hốc khuôn, toàn bộ quá trình điền đầy khuôn xảy ra trong vòng vàiphần mười đến vài phần trăm giây Áp suất ép lên kim loại lỏng có thể từ vài trăm đếnvài ngàn kG/cm2 Sau khi vật đúc đông đặc, ruột được rút ra, nửa khuôn di động 5

12

3

5

6

Rót kim loại lỏng vào buồng ép

Kim loại lỏng được ép đầy vào lòng khuôn

mang theo vật đúc rời khỏi nửa khuôn cố định 4, sau đó vật đúc được đẩy ra khỏi nửakhuôn động nhờ các chốt đẩy

- Chất lượng của vật đúc phụ thuộc chủ yếu vào việc lựa chọn các chế độ công nghệ vềviệc điền đầy của kim loại lỏng vào hốc khuôn và chế độ ép Các chế độ công nghệnày phụ thuộc vào kết cấu của khuôn, loại và công suất của máy đúc áp lực

- Các nhân tố sau đây ảnh hưởng đáng kể nhất đến quá trình hình thành vật đúc:

 Áp lực trong buồng ép và trong hốc khuôn

 Vận tốc chuyển động của piston ép

 Vận tốc nạp

 Các thông số của hệ thống rót

 Nhiệt độ của kim loại lỏng và của khuôn

 Chế độ bôi trơn và làm nguội

- Quá trình kim loại lỏng chuyển động trong buồng ép vào trong khuôn có thể đượcchia thành bốn giai đoạn:

 Giai đoạn 1: Piston bịt kín lỗ rót Vận tốc v1 của piston ép còn bé Giá trị p1bằng áp lực cần thiết để khắc phục ma sát trong xylanh thủy lực và trong buồngép

của piston ép tăng lên và đạt tới giá trị cực đại v2 Lúc này, hiệu của p1 và p2bằng các kháng lực thủy động lực học trong buồng ép

 Giai đoạn 3: Kim loại lỏng điền đầy hệ thống rót và hốc khuôn Do việc thu hẹp

dòng chảy ở rãnh dẫn nên vận tốc của piston ép giảm xuống giá trị v3 và áp suấtp3 tăng lên Vào thời điểm kết thúc chuyển động của piston ép xảy ra hiệntượng thủy kích do lực quán tính của các phần tử chuyển động và áp suất tănglên Sau khi dao động áp suất tắt dần và đạt được áp suất cuối cùng là áp suấtthủy tĩnh p4

 Giai đoạn 4: Giai đoạn ép tĩnh Giá trị p4 có thể đạt từ 50 ÷ 5000 kG/cm 2 Nếuvào thời điểm đạt được áp suất thủy tĩnh p4 mà kim loại lỏng ở rãnh dẫn vẫncòn lỏng thì áp suất đó sẽ được truyền lên vật đúc

Hình 1 3: Sự thay đổi vận tốc và áp lực trong buồng ép

1.3 Những đặc điểm của việc điền đầy hốc khuôn

- Trong đúc áp lực, kim loại lỏng điền đầy hốc khuôn với một vận tốc lớn và áp suấtrất cao (có khi đến 5000 kG/cm2) Vận tốc nạp (vận tốc kim loại lỏng khi đi qua rãnhdẫn) có thể đạt tới 120 m/s, điều này cho phép đúc được những vật đúc thành rất mỏngmặc dù cường độ trao đổi nhiệt giữa vật đúc với khuôn rất lớn

- Tính chất của kim loại lỏng trong hốc khuôn phụ thuộc:

 Vận tốc nạp

 Độ nhớt và sức căng bề mặt của kim loại lỏng

 Tương quan giữa chiều dày thành rãnh dẫn và chiều dày thành vật đúc

 Các điều kiện nhiệt

- Về tính chất chuyển động của kim loại lỏng trong hốc khuôn, có thể chia làm ba loại:

1) Chuyển động êm: chỉ xảy ra khi vận tốc nạp nhỏ hơn 0,3m/s và tương quan giữa tiết

diện rãnh dẫn F1 và tiết diện thành vật đúc F2 nằm trong khoảng 1/2 ÷ 2/3 Chuyểnđộng êm chỉ có thể được sử dụng đối với các vật đúc có hình dạng tương đối đơn giản,

chế tạo bằng các hợp kim có khoảng kết tinh rộng, có đòi hỏi cao về độ bền và độ sítchặt.

2) Chuyển động rối: xảy ra khi vận tốc nạp nằm trong khoảng 0,5 ÷ 15m/s và tương

quan giữa tiết diện rãnh dẫn F1 và tiết diện thành vật đúc F2 lớn hơn 1/4 ÷ 1/2 Dochuyển động rối nên dòng kim loại lỏng sẽ cuốn theo khí và các sản phẩm cháy củalớp sơn khuôn Khí sẽ nằm lại trong vật đúc với hình dạng rỗ có kích thước 0,1 ÷ 1mm

3) Chuyển động phân tán: xảy ra khi vận tốc nạp lớn hơn 25 ÷ 30 m/s và tương quan

giữa tiết diện rãnh dẫn F1 và tiết diện thành vật đúc F2 nhỏ hơn 1/4 ÷ 1/2 Sau khidòng kim loại lỏng dập vào khuôn, nó sẽ bắn tóe thành nhiều giọt nhỏ và tạo với dòngkhông khí thành một hệ phân tán Lớp vỏ đông đặc của vật đúc sẽ cản trở việc thoátkhí và khí sẽ nằm lại trong vật đúc dưới dạng rỗ khí cực nhỏ (khi vnạp > 100 m/s thìmắt thường không nhìn thấy rỗ khí) Rỗ khí dạng này làm giảm cơ tính ít hơn là trongtrường hợp chuyển động rối Một nhược điểm lớn của chuyển động phân tán là thànhkhuôn và ruột bị ăn mòn rất nhanh, kim loại lỏng có thể bám dính (Al, Cu…), vận tốcnạp không được vượt quá 40 m/s Chuyển động phân tán thường được áp dụng để đúccác vật đúc thành mỏng, hình dạng phức tạp, có đòi hỏi cao về chất lượng bề mặt và

độ nét của các đường viền

1.4 Các thành phần cơ bản của khuôn đúc áp lực nhôm

Các thành phần cơ bản của khuôn đúc áp lực nhôm được cho trên hình 1.4 Ngoài ratrên khuôn còn có hệ thống dẫn, đường thông hơi, rãnh rửa, các chốt đẩy, chốt hồi,chốt định vị, hệ thống kênh nước làm nguội… được thể hiện trên hình 1.5

1.5 Hợp kim trên cơ sở nhôm

- Để đúc áp lực, chủ yếu dùng hợp kim hệ Al-Si-Cu-Mg Silic có tác dụng làm tăng độchảy loãng và độ bền Đồng có tác dụng hóa bền hợp kim, nhưng có khuynh hướng tậptrung ở tinh giới, làm giảm tính chống ăn mòn của hợp kim (lượng đồng cho vàothường không vượt quá 4%) Manhê cải thiện tính chống ăn mòn, độ dẻo và độ dai vađập Lượng Manhê cho vào có thể đến 10% Silic và Manhê tạo thành hợp chất Mg2Si,hòa tan trong dung dịch rắn trên cơ sở nhôm, làm tăng tính dòn của hợp kim Lượng

Manhê trong hợp kim Al-Si không nên quá 1%; Silic trong hợp kim Al-Mg không nênquá 1,2%.

- Các hợp kim nhôm được sử dụng rộng rãi nhất: AlSi12, AlSi9Mg0,3, AlMg8,AlSi8Cu4 (bảng 1.1)

- Hợp kim cùng tinh AlSi12 có độ chảy loãng cao nhưng cơ tính không đủ cao Hợpkim AlSi9Mg0,3 có độ bền và độ chống ăn mòn cao hơn nhưng độ chảy loãng lại thấphơn Tính công nghệ của hợp kim AlMg8 thấp, được sử dụng khi cần bảo đảm tínhchống ăn mòn cao Hợp kim AlSiCu4 có độ chảy loãng, tính chống ăn mòn, độ bềnvừa phải

- Đối với các chi tiết làm việc trong điều kiện tải rung động mạnh, nên dùng hợp kimAlSi7Mg0,4, được hợp kim hóa vi lượng bằng Ti, Zr, Be Đối với các chi tiết làm việc

ở nhiệt độ cao, hàm lượng Si đến 18% Trong kỹ thuật điện, thường dùng hợp kimSilumin kẽm chứa đến 0,9% kẽm và 0,1÷0,3% Mg

Bảng 1.1: Thành phần hóa học và cơ tính của một số hợp kim trên cơ sở nhôm

<1,5

8,0 – 10,50,2 – 0,3–0,2 – 0,5

< 1

–9,5 – 10,5––

<0,2

7,5 – 8,50,3 – 0,51,0 – 1,50,3 – 0,5

2,7 – 2,8

5 – 8150

> 150

2,70 – 2,75

15 – 20160

>255

2,60 – 2,65

80 – 90300

> 875

2,8 – 2,9

55 – 65250

>375

Hình 1 4: Các thành phần cơ bản của khuôn đúc áp lực nhôm

Hình 1 5: Một số các thành phần khác trong khuôn đúc áp lực

1.6 Ưu, nhược điểm của phương pháp đúc áp lực

1.6.1 Ưu điểm

- Vật đúc đạt độ chính xác, độ bóng bề mặt cao, hầu như không cần gia công cơ khí

- Hoàn toàn không sử dụng hỗn hợp làm khuôn, ruột

- Có khả năng đúc được những vật đúc thành rất mỏng (< 1 mm)

- Do vận tốc điền đầy khuôn lớn, áp lực tác dụng lên kim loại lỏng cao, tác dụng nguộinhanh của khuôn kim loại nên tổ chức của vật đúc nhỏ mịn, xít chặt

- Mức độ cơ khí hóa, tự động hóa cao, điều kiện lao động được cải thiện

- Năng suất cao, có thể đạt 1000 – 3600 lần ép/giờ

- Khuôn kim loại có thể dùng được nhiều lần

1.6.2 Nhược điểm

- Giá thành khuôn rất cao, nhất là khi đúc các hợp kim có nhiệt độ rót cao (như đồng,

thép…) Vật liệu làm khuôn phải là vật liệu chịu nóng đặc biệt, gia công tỉ mỉ và nhiệtluyện thích hợp

Chốt

xiên

Kênh nước làm nguội

Chốt hồi Chốt đẩy

- Vật đúc có rỗ khí (do dòng kim loại chảy vào khuôn cuốn theo bọt không khí và do

kết tinh nhanh không thoát ra ngoài được) làm giảm độ sít chặt của vật đúc Đây làmột nhược điểm cần đặc biệt quan tâm khi thiết kế đúc áp lực

- Kích thước và khối lượng của vật đúc bị hạn chế theo cỡ máy đúc

- Tỉ lệ thành phẩm nhỏ vì hệ thống rót lớn

1.7 Phạm vi sử dụng

- Đúc áp lực được sử dụng để đúc các vật đúc nhỏ, hình dạng và kết cấu phù hợp, sảnxuất hàng loạt

- Các hợp kim thường được sử dụng để đúc áp lực được lựa chọn theo thành phần hóahọc, các tính chất sử dụng và các tính chất công nghệ

- Hợp kim dùng để đúc áp lực cần có khoảng kết tinh hẹp để nhận được vật đúc có độsít chặt cao, đồng đều, độ bền và độ dẻo cao ở nhiệt độ cao Hợp kim cũng cần có độchảy loãng tốt, không bám dính khuôn, thành phần hóa học ổn định khi giữ lâu tronglò

1.8 Thiết bị dùng trong đúc áp lực

- Máy đúc áp lực: trong công nghệ đúc áp lực, tùy thuộc vào loại hợp kim cần đúc vàcác yêu cầu khác của sản phẩm mà người ta sẽ sử dụng các loại máy đúc áp lực khácnhau (máy đúc áp lực với buồng ép nóng, máy đúc áp lực với buồng ép nguội nằmngang, máy đúc áp lực với buồng ép nguội thẳng đứng, máy đúc áp lực chânkhông…) Ở giới hạn của đề tài này, ta chỉ xét đến loại máy đúc áp lực với buồng épnguội nằm ngang, đây là loại máy được sử dụng rộng rãi nhất để đúc áp lực các hợpkim nhôm Hình 1.7 là minh họa đơn giản của một máy đúc áp lực với buồng ép nguộinằm ngang

1.8.1 Hệ thống bơm kim loại lỏng

Có thể sử dụng các tay máy được điều khiển tự động hoặc sử dụng hệ thống bơmnhưng thông thường được thực hiện thủ công, kim loại lỏng được rót vào buồng ép.Việc đẩy kim loại lỏng vào khuôn được thực hiện nhờ hệ thống xylanh thủy lực

1.8.2 Bộ khuyếch đại áp suất

Hình 1 6: Sơ đồ bộ khuyếch đại áp suất

- Hệ thống này được sử dụng để gia tăng áp lực ép trong giai đoạn cuối của hành trình

ép Piston ép khi di chuyển sẽ kích hoạt công tắc hành trình làm van khí của bình gas(chứa khí Nitơ) mở ra, dầu thủy lực được bơm từ trước vào trong bình gas bị khí gasnén nên tràn xuống piston tạo thêm áp lực ép

1.8.3 Hệ thống kẹp khuôn

- Hai nửa khuôn được kẹp vào nhau để ngăn ngừa sự rò rỉ kim loại lỏng trên mặt phânkhuôn Một hệ thống kẹp khuôn về cơ bản gồm có hai tấm cố định, một tấm di động,bốn thanh dẫn hướng chính xác và một cơ cấu khóa như trên hình 1.9

- Nửa khuôn cố định được gá lên tấm cố định (có các rãnh chữ T) để kẹp chặt nửakhuôn vào Nửa khuôn di động được kẹp vào tấm di động Tấm cố định thứ hai, bộphận đưa dạng khuỷu (kiềm máy) được lắp đặt phía sau máy như minh họa trên hình1.10

- Một nối kết cố định được thực hiện giữa bộ phận đưa dạng khuỷu và tấm đẩy khi tấmđẩy di chuyển hết mức về phía khuôn, sự điều chỉnh kích thước của bộ phận đưa dạngkhuỷu này sẽ xác định vị trí của tấm đẩy khi khóa khuôn (hình 1.11)

Hình 1 7: Các thành phần cơ bản của máy đúc áp lực buồng ép nguội nằm ngang

Hình 1 8: Máy đúc áp lực trong thực tế

Hình 1 9: Bản vẽ hệ thống kẹp khuôn

Hình 1 10: Bắt khuôn lên máy đúc

Tấm cốđịnh Kiềm máy Tấm diđộng

Tấm cốđịnhThanh dẫn

hướng

Xilanh

thủy lực

- Cơ cấu khóa khuôn: được trình bày như hình 1.12, khi hai bề mặt khuôn tiếp xúc vớinhau, tác động khóa khuôn sẽ xảy ra và áp suất nén ở bề mặt phân khuôn được thiếtlập do kết hợp giữa piston thủy lực và hệ thống các liên kết trong bộ phận đưa dạngkhuỷu

Hình 1 12: Cơ cấu khóa khuôn

1.8.4 Hệ thống đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn

Hình 1 13: Hệ thống đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn bằng tác động cơ khí

Tấm

Chốt đẩy Chốt hồi

KnockoutplateKnockoutpin

- Khuôn đúc áp lực luôn bao gồm một hệ thống đẩy vật đúc ra khỏi khuôn bởi tác động

cơ khí trình bày như hình 1.13 Khi khuôn đóng lại, chốt đẩy tiếp xúc với vật đúc vàcác chốt hồi tiếp xúc với các mặt phân khuôn của nửa khuôn cố định Sau khi khuôn

mở ra, vật đúc được đẩy ra bởi sự di chuyển của tổ hợp tấm đẩy và tấm giữ mang chốtđẩy về phía trước Lực cần thiết để tác động lên hệ thống đẩy này có thể được cungcấp bởi một tấm knockout (knockout plate), bộ bánh răng thanh răng hay một xylanhthủy lực

1.8.5 Lựa chọn máy đúc

- Máy đúc với buồng ép nóng được sử dụng chủ yếu để đúc các chi tiết bằng kim loại

có nhiệt độ nóng chảy thấp như hợp kim kẽm, hợp kim thiếc, hợp kim chì Máy đúc áplực với buồng ép nguội nằm ngang mặc dù có thể sử dụng để đúc áp lực cho nhiều loạihợp kim, tuy nhiên chúng thường được sử dụng để đúc các hợp kim nhôm, hợp kimmagiê, hợp kim đồng Ngoài ra, sự lựa chọn máy đúc nên chủ yếu dựa vào lực kẹpkhuôn và hành trình mở khuôn, độ dài của hành trình bắn, áp lực bắn lớn nhất…

- Nên chọn máy đúc có kích thước nhỏ nhất mà vẫn thực hiện được việc đúc ra mộtsản phẩm, điều này sẽ tiết kiệm nhất, bởi vì máy càng lớn thì chu kì sản xuất càngchậm Ví dụ, máy với lực kẹp khuôn 400 sẽ có chu kì sản xuất nhanh gấp hai lần sovới máy có lực kẹp khuôn 800 tấn Phạm vi lực kẹp khuôn từ 25 – 2500 tấn, lực kẹpkhuôn không nhất thiết là yếu tố quyết định chọn lựa máy đúc mà còn phải xét đếnkích thước khuôn có phù hợp với diện tích của tấm đẩy hay không, hoặc là có vừatrong các thanh dẫn hướng cũng như hành trình mở khuôn phải đủ để lấy vật đúc ra.Yếu tố nữa để chọn lựa là giá thành của máy, máy đúc với lực kẹp khuôn 400 tấn cógiá khoảng 40.000 USD trong khi loại 1000 tấn là khoảng 100.000 USD

1.9 Thiết kế chi tiết đúc áp lực

Chi tiết đúc áp lực khi thiết kế nên tuân theo vài nguyên tắc sau:

 Bo tròn các góc vuông, góc nhọn:

Bo tròn giữa các sóng

Bo tròn bên trong lỗ

 Cố gắng làm chiều dày thành đồng đều:

 Tránh tạo những lỗ sâu:

Bo tròn quanh lỗ để tránh bề dày thành quá mỏng

Mở rộng lỗ tròn để tránh mép mỏng

 Tránh tạo lỗ xuyên qua nhiều phần bên trong, việc này có thể dẫn đến hư sảnphẩm khi lấy ra:

 Nên bố trí lõi ở về một phía của khuôn (nửa khuôn đực)

 Tránh tạo những vùng có độ nghiêng quá lớn, điều này làm cho khuôn mau hư

và làm tăng giá thành chế tạo

 Việc tạo chữ nổi làm việc chế tạo đơn giản và rẻ hơn so với chữ chìm

1.10 Vài chú ý khi thiết kế khuôn đúc áp lực

- Hình dạng của một lòng khuôn có dạng thon để dễ lấy vật đúc và có đủ lượng dư bù

co ngót Đối với các vật đúc có dung sai nhỏ, lượng dư cũng phải tính đến sự giãn nở

 Yêu cầu có mặt phân khuôn.

 Yêu cầu cần có các ruột di động và các bộ phận rời

 Sự bố trí vị trí vùng không gian giới hạn trong vật đúc để lắp hệ thống rót

 Sự cần thiết trong việc bố trí đậu dẫn sao cho dòng chảy ban đầu của kim loạikhông bị cản trở bởi các ruột hay các bộ phận khác

 Kinh nghiệm dựa trên các vật đúc có các điểm giống nhau hầu như là nền tảngcủa thiết kế khuôn đúc áp lực Tuy nhiên các sự thay đổi trong thiết kế không

có liên quan đến kinh nghiệm đã trải qua có mức độ từ không quan trọng đếnquan trọng thường được đòi hỏi trước khi các kết quả của tối ưu có thể nhậnđược

- Lượng dư bù co:

Khi định ra kích thước cho các lòng khuôn và các ruột, một lượng dư phải được thêmvào đối với kích thước danh nghĩa của các chi tiết đúc - lượng dư bù co thông thường

là 0,005 in/inch đối với hợp kim Zn; 0,006 in/inch đối với hợp kim Al; 0,007 in/inchđối với hợp kim Mg Đối với hợp kim Cu lượng dư này thay đổi từ 0,006 đến 0,008 in/inch Lượng dư được sử dụng phụ thuộc phần lớn vào kinh nghiệm đúc loại hợp kimđược đúc Giá trị lượng dư bị ảnh hưởng bởi nhiều thông số, kích thước cơ bản vàhình dạng của vật đúc

- Độ xiên:

Tất cả thành vật đúc đòi hỏi phải có chút độ xiên hay độ thon để vật đúc có thể đượclấy ra không bị dính khuôn hay tạo ra vết cào Độ xiên đòi hỏi được trình bày tronghình 1.15 là đối với thành trong vật đúc, còn đối với thành ngoài độ xiên bằng một nửa

so với thành trong Độ xiên thay đổi theo chiều cao của thành vật đúc

Hình 1 6: Yêu cầu về độ xiên đối với thành trong vật đúc

- Đường phân khuôn:

Sự xác định vị trí và hình dạng của đường phân khuôn có một ảnh hưởng quan trọng

về kinh tế và sự hiệu quả của bất kỳ quá trình đúc áp lực nào

Một đường phân khuôn thẳng cho phép các bề mặt khuôn phẳng được ưa chuộng hơn.Các bề mặt phẳng trên các nửa khuôn thì kinh tế hơn so với bề mặt không phẳng.Ngoài ra với những bề mặt khuôn phẳng rất dễ tạo kín giữa hai nửa khuôn

Ruột và bộ phận trượt rất đắt tiền vì vậy đường phân khuôn nên được bố trí để giảmthiểu tối đa số lượng ruột và bộ phận trượt Điều này có thể đòi hỏi gia công cắt gọtmột đường phân khuôn không có quy tắc

Bộ phận khuôn rời là những thành phần khuôn có thể di động được dùng để sản xuấtmột vật đúc có phần cắt lẹm trên mặt ngoài của vật đúc Mặc dù các bộ phận khuôn rờirất tốt cho việc thoát khí ra khỏi lòng khuôn nhưng tốt nhất vẫn là thiết kế vật đúc saocho không có phần cắt lẹm do vậy sẽ không cần bộ phận khuôn rời

- Sử dụng ruột trong đúc áp lực:

Chiều sâu của lỗ được tạo bởi ruột phụ thuộc vào khối lượng đúc và đường kính lỗ.Các lỗ này trong đúc áp lực phải có độ xiên để dễ lấy ruột khỏi vật đúc Độ xiên củaruột thay đổi theo khối lượng đúc và chiều sâu lỗ được trình bày trong hình 1.16 Độxiên cũng tùy theo ruột cố định hay ruột di động

Hình 1 7: Quan hệ giữa độ sâu và độ xiên của lỗ

 Nói chung, ruột được kéo ra khỏi vật đúc khi khuôn còn ở vị trí đóng đòi hỏi độxiên ít hơn so với ruột được lấy ra do tác động của chốt đẩy Các lỗ ren răng cầnxác định chính xác hơn độ xiên Có thể sử dụng bảng 1.2 để xác định

X

Y

d2 d1

răng với kích thước ren các loại

Tap size

Hole diameter m

Maximumthreaded depth(Y) in

Maximumdepth ofcored hole(X) in

- Sự đẩy vật đúc ra khỏi khuôn:

Việc đẩy vật đúc ra đòi hỏi khuôn phải được thiết kế sao cho vật đúc vẫn còn nằmtrong nửa khuôn đực khi khuôn mở ra Thiết kế khuôn với độ xiên không đủ trongphần lòng khuôn của nửa khuôn cái (hoặc bề mặt xấu) sẽ làm vật đúc dính vào nửakhuôn cái

Ngay sau khi vật đúc đông đặc, vật đúc vẫn còn nóng và dễ bị biến dạng bởi các thaotác đẩy vật đúc ra khỏi nửa khuôn đực Để giảm tối thiểu sự biến dạng này, vật đúcphải có đủ độ xiên và chốt đẩy được bố trí gần vùng có sự co rút vật đúc trên khuôn.Thông thường các vấu lồi được thêm vào vật đúc để đầu chốt đẩy không làm hỏng vậtđúc

- Hệ thống rót:

Hệ thống rót bao gồm tất cả các yếu tố cần thiết để cấp kim loại lỏng cho vật đúc nhưrãnh dẫn, phần trước đậu dẫn, đậu dẫn, đường thông khí, rãnh rửa Hệ thống rót là mộtyếu tố quan trọng trong việc sản xuất các chi tiết đúc áp lực, nó có tác dụng như sau:

 Xác định dòng kim loại lỏng ổn định có được cung cấp cho vật đúc trong quátrình điền đầy hay không

 Lọc các tạp chất oxid, chất bôi trơn và những tạp chất khác trong đậu tràn bênngoài thân vật đúc

 Khống chế sự chảy rối và va chạm của kim loại lỏng trong quá trình điền đầy

 Cung cấp phần kim loại bổ sung để giảm co ngót

 Ảnh hưởng đến tuổi thọ khuôn

- Ảnh hưởng của kim loại vật đúc đến thiết kế khuôn:

 Một sự thay đổi hợp kim đúc cùng một kim loại cơ sở ít khi bắt buộc cần phải

có sự thay đổi về thiết kế khuôn ngoại trừ có thể thay đổi hệ thống rót Khi thayđổi từ hợp kim dễ nóng chảy như hợp kim Zn thành hợp kim Al có độ nóngchảy cao hơn, việc thay đổi thiết kế khuôn không khả thi chủ yếu vì vật liệu làmkhuôn đúc Zn không đáp ứng được cho đúc Al; ngoài ra, các khuôn dùng đúc

Zn thường dùng máy đúc có buồng ép nóng trong khi hợp kim Al thường dùngmáy có buồng ép nguội

 Khi sự thay đổi từ đúc hợp kim Al sang đúc hợp kim Zn hay ngược lại được xét

ở thời điểm thiết kế khuôn Vật liệu làm khuôn nên được chọn để làm khuônđúc buồng ép nóng và buồng ép nguội Ví dụ như nếu thiết kế khuôn đúc hợpkim Al, vật liệu làm khuôn được chọn là thép dụng cụ H13 nêu rõ thỏa mãnđược cho đúc Zn Khuôn được chuyển qua hoạt động với máy đúc buồng épnóng bằng cách bịt lại lỗ của buồng ép nguội bên trong nửa khuôn cái và thêmmột lỗ được rót và một chỗ tựa vòi phun Nửa khuôn đực cũng cần thêm mộtruột đậu rót bổ sung thêm các đường nước làm nguội trong vùng lỗ đậu rót,chung quanh ruột đậu rót và trong ruột đậu rót (vì có thêm các chốt đẩy chungquanh ruột đậu rót và trên các rãnh dẫn được sử dụng trở lại)

 Hệ thống rót cũng sẽ được thay đổi cho phù hợp với đúc hợp kim Zn (Điều này

sẽ được thực hiện tối thiểu từng phần bằng phương pháp thử sai)

- Độ xiên trong khuôn đúc hợp kim Al sẽ lớn hơn so với đúc hợp kim kẽm, tuy vậy độxiên này không gây ảnh hưởng quan trọng do hệ số co rút các hợp kim Zn chỉ ít hơn sovới hợp kim Al là 0,001 in/inch nhất là khi vật đúc nhỏ Nếu sự thay đổi từ hợp kim Althành hợp kim Mg, máy đúc áp lực hợp kim Al phải cần được kiểm tra để bảo đảm chovận tốc bơm kim loại gia tăng theo yêu cầu hợp kim Mg vì tốc độ bơm đối với đúc hợpkim Mg cao hơn nhiều khi đúc hợp kim Al, và không có sự thay đổi về hệ thống bơmkim loại lỏng và cả hợp kim Al và hợp kim Mg đều được đúc với buồng ép nguội Tuynhiên do sự khác nhau về đặc tính dòng chảy, phương pháp đúc khi đúc với hợp kim

Mg có thay đổi Hợp kim Mg đúc thất thoát nhiệt trên 1pound tương đương với hợpkim Al, nhưng do thể tích riêng của hợp kim Mg gấp 3 lần hơp kim Al do vậy sốlượng nhiệt khi đúc với hợp kim Mg không giống như khi đúc hợp kim Al, cần thiếtphải giảm thiểu dòng chảy nước làm nguội hay tăng tốc độ bơm kim loại Trongtrường hợp có thể nên đẩy nhanh tốc độ đúc bởi vì sẽ làm tăng năng suất

- Trong trường hợp thay đổi từ hợp kim Al thành hợp kim Mg, kích thước vật đúccũng phải xét đến Hệ số co rút của hợp kim Mg lớn hơn hợp kim Al chi vào khoảng0,001 in/inch nên không quan trọng lắm

- Độ bóng bề mặt của các lòng khuôn trong khuôn đúc áp lực:

 Tất cả các lòng khuôn trong khuôn phải đủ độ bóng để lấy vật đúc ra được dễdàng, ngoài ra, sự gia công bề mặt yêu cầu của các lòng khuôn còn tùy thuộcvào ứng dụng của vật đúc Khi vật đúc ra để sơn hay mạ, phải chuẩn bị bề mặtlòng khuôn có độ bóng cần thiết.

 Phương pháp tạo độ bóng tốt nhất là dùng bột kim cương để đánh bóng khuônđến mức bóng nhất có thể được, phương pháp này thích hợp cho các lòngkhuôn đúc bằng các kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp Đối với các lòngkhuôn để đúc hợp kim Cu có bề mặt láng bóng không thực tế Chất lượng bềmặt mờ (không đánh bóng) sẽ thích hợp hơn khi ở nhiệt độ cao, các bề mặt lòngkhuôn khi đúc hợp kim Cu sẽ lệ thuộc vào nhiệt độ cao này và một độ bóng caokhông thể duy trì được, ngoài ra bề mặt xĩn như vậy sẽ cung cấp khả năng giữlại chất bôi trơn nhiều hơn và kéo đều các tuổi thọ của khuôn Bề mặt mờ sẽđược tạo ra bằng cách thổi ướt Việc thổi khô với cát nói chung sẽ làm bề mặtlòng khuôn mòn nhiều và làm gây ra sai số cho kích thước vật đúc

 Việc mạ các lòng khuôn bằng Cr hay mạ Ni (không điện cực) cho thấy kháthích hợp trong hợp kim Al Mạ Cr cho các lòng khuôn không thành công khiđúc hợp kim Zn Mạ Ni không điện cực đã được sử dụng trong đúc Zn nhưngtrên thực tế việc mạ này không luôn luôn thành công

đã được thiết lập nó sẽ được duy trì với sai số ±5oC, khuôn được nung nóng ởmột số vùng đặc biệt của khuôn bằng cách sử dụng dây điện trở (được gắn sâuvào trong khuôn hoặc bên ngoài khuôn)

 Thông thường cần có các rãnh rửa ở trên chu vi của vật đúc khi các phần cắtmỏng vật đúc nằm xa rãnh dẫn chính Đậu tràn làm gia tăng dòng kim loạitrong các phần mỏng này Đồng thời, các đường nước làm nguội tập trung ởphía sau rãnh dẫn kề sát đậu rót để ngăn ngừa quá nhiệt và kim loại đúc bị hàndính vào khuôn Khi nhiệt độ khuôn quá thấp, đậu tràn không điền đầy và vậtđúc bị lỗ xốp bên trong nhiều, bề mặt vật đúc có vết nhăn và những dấu vết củadòng chảy.

 Một sự nghiên cứu với vài phát bắn kim loại lỏng đầu tiên sẽ cho biết dạngdòng chảy trong các lòng khuôn và có thể được dùng để xác định các sự thayđổi cần thiết về rãnh rửa và đậu dẫn Khi nhiệt độ khuôn nóng hơn mức cầnthiết để kim loại điền đầy vật đúc và có bề mặt vật đúc tốt, sự rạn nứt do nhiệt

có thể xảy ra và giảm tuổi thọ của khuôn đúc

 Đối với hợp kim Al, nhiệt độ khuôn trong khoảng 218 – 316oC, với nhiệt độtrung bình khoảng 288oC, sự ăn mòn Al trên khuôn thép càng tăng theo nhiệt

độ khuôn Các ruột khó làm nguội sẽ là những nơi nhạy cảm nhiều hơn với ănmòn và khả năng dễ bị hàn dính kim loại hơn những chỗ khác Thấm Nitơ chocác ruột thép sẽ giúp chống ăn mòn tốt cho khuôn

 Chất bôi trơn khuôn: Chất bôi trơn ngăn ngừa vật đúc dính vào khuôn và làmtăng độ bóng bề mặt vật đúc Việc chọn chất bôi trơn đúng sẽ cho phép kim loạichảy vào trong các lòng khuôn và điền đầy Sự chọn lựa chất bôi trơn này dựatrên nhiệt độ, nhiệt độ vận hành của khuôn, vật liệu làm khuôn và hợp kim đượcđúc Không có chất bôi trơn nào đáp ứng đủ cho mọi hợp kim đúc Khi kim loạilỏng tiếp xúc với chất bôi trơn chứa dầu; một số chất bôi trơn bị phân hủy vàhình thành bột than nằm trên bề mặt vật đúc sau khi được lấy ra khỏi khuôn.Bốn loại chất bôi trơn được dùng với hợp kim đúc hợp kim Al:

nóng chảy cao hơn kim loại đúc và không bị đi vào trong bề mặt vật đúc Dầu

sẽ cung cấp lớp lắng carbon trên bề mặt vật đúc và dễ dàng lấy vật đúc ra Điểmbất lợi của hợp chất màu này là chúng bám chắc vào khuôn vì vậy sẽ làm cho

kích thước vật đúc bị sai lệch Điều này có thể ngăn ngừa bằng cách làm vệ sinhkhuôn thường xuyên với xút.

 Graphite greases (mỡ graphite): tốt nhất cho khuôn, sáp trong hợp chất này tác

dụng như nhân tố ướt, dầu và graphite là những chất bôi trơn Hỗn hợp này luônđược trộn lẫn với dầu hỏa theo tỉ lệ 15 dầu hỏa/1 mỡ graphite và được xịt lênkhuôn Mỡ graphite có tác dụng ở nhiệt độ từ mát đến bình thường

 Colloidal graphite (keo graphite) trong dầu được dùng khi nhiệt độ khuôn từ

bình thường đến nóng Loại hợp chất này bị carbon hóa chậm và nếu khuônkhông đủ nóng, các vết bẩn sẽ để lại trên bề mặt vật đúc

 Water-mixed compounds: là nhủ tương graphite thể keo hay silicon khi sử dụng

hòa tan trong nước theo tỉ lệ 1:30 đến 1:100

1.11 Các khuyết tật trong đúc áp lực

1.11.1 Khuyết tật rót thiếu

- Khuyết tật rót thiếu thường do những nguyên nhân sau:

 Sự điền đầy chậm vào các lòng khuôn

 Sự bôi trơn quá mức

 Nhiệt độ kim loại và khuôn không đúng

 Hệ thống rót không thích hợp

 Khí lẫn vào kim loại

 Quá ít kim loại trong buồng bắn

- Để ngăn ngừa sự rót thiếu cần làm rộng thêm đường dẫn và đậu dẫn hoặc làm thayđổi hướng của dòng chảy (rãnh rửa đôi khi cũng làm thay đổi hướng của dòng chảy)

1.11.2 Nếp xếp chồng

- Là những dấu vết trên bề mặt được tạo ra do hai hay nhiều dòng kim loại hòa lẫn vào

nhau không tốt Nếp xếp chồng xuất hiện do những nguyên nhân sau

 Vận tốc hoặc áp suất bơm không đủ

 Thành phần oxit cao trong kim loại lỏng

 Áp suất phản hồi cao trong lòng khuôn

 Nhiệt độ của kim loại lỏng hay nhiệt độ bề mặt của lòng khuôn quá thấp

- Khuyết tật này có thể được ngăn ngừa bằng các cách sau:

 Gia tăng vận tốc bơm hay áp suất bơm kim loại lỏng

 Nới rộng đường dẫn hay rãnh dẫn, nếu điều này làm giảm thời gian điền đầycác lòng khuôn

 Dùng trợ dung để khử bỏ tạp chất oxít

 Bảo đảm sự thông hơi của khuôn đủ để giảm áp suất phản hồi

 Gia tăng nhiệt độ của kim loại lỏng và nhiệt độ của các lòng khuôn

 Chuyển qua một loại hợp kim có tính chảy lỏng cao hơn nếu có thể được

1.11.3 Khuyết tật đường chảy

- Khuyết tật này có thể không làm ảnh hưởng đến tính chất cơ học của vật đúc haychức năng sử dụng nhưng thông thường chúng không thể được bỏ qua khi yêu cầu về

độ bóng bề mặt đòi hỏi khắt khe Khuyết tật đường chảy đôi khi xảy ra do tình trạngcủa lòng khuôn nhưng hầu như đều do thời gian điền đầy lòng khuôn quá lâu hoặc dođậu dẫn được bố trí không thích hợp

- Khuyết tật đường chảy được loại bỏ để sản phẩm có bề mặt láng bóng bằng cách thayđổi hệ thống rót của khuôn

1.11.4 Lỗ xốp co

Sự co rút dẫn đến hình thành lỗ xốp co rời rạc, không đều thường do sự quá nhiệt cục

bộ của khuôn Một phương pháp ngăn ngừa sự quá nhiệt là làm nguội khuôn ở nhữngvùng bị quá nhiệt, một cách khác là gia tăng thời gian chu kì đúc Sự tập trung nhiệttrong những vùng có chiều dày khác thường có thể được loại trừ bằng cách đưa vàocác ruột làm tiết kiệm kim loại trong những vùng này

Nếu không có các biện pháp trên để ngăn ngừa sự co rút, cần làm lớn rãnh dẫn lên và

bố trí rãnh dẫn để cấp kim loại cho những điểm dễ tạo xốp co này Đối với một số vậtđúc, sự co rút có thể được khắc phục nếu các gân tăng cứng ngang hay thẳng đứngđược thêm vào thành vật đúc vì thể tích kim loại trong vùng gân này có thể bổ xungcho vùng co rút để giảm ứng suất co rút Trong những vật đúc khác, có thể gia tăng ápsuất bơm để loại trừ xốp co Đôi khi khuôn đúc có thể được thiết kế lại để cho xốp conằm trong vùng không ảnh hưởng đến chất lượng của vật đúc (sẽ được cắt bỏ)

1.11.5 Vết nứt

- Trong phạm vi vết nứt được gây ra do sự co rút kim loại, chúng có thể được sửa chữabằng các biện pháp để ngăn ngừa lỗ xốp co đã nói ở trên Các vết nứt có thể do khuônnguội gậy ra, vì vậy khuôn nên có nhiệt độ bằng hoặc lớn hơn nhiệt độ vận hành tốithiểu Sự nứt ở tâm có thể tránh được bằng cách làm chậm chu kì đúc để cho phép thờigian đông đặc dài hơn Các phương pháp khác là làm giảm vận tốc dòng kim loại bơmbằng cách đổi hướng dòng kim loại lỏng hay mở rộng đậu dẫn hoặc gia tăng làm nguộicục bộ Mục đích chung của các phương pháp này là tránh sự quá nhiệt cục bộ củakhuôn đúc.

- Các vật đúc có các chiều dày thành mỏng giao nhau vuông góc có thể nứt ở góc doứng suất bên trong Do vậy, bán kính góc lượn đủ lớn và sự tăng áp lực kim loại rấtquan trọng để khống chế vết nứt Các vết nứt thấy được có thể xuất hiện ở chỗ giaonhau của dòng kim loại nóng và dòng kim loại phản hồi nguội Trường hợp này có thểngăn ngừa chỉ bằng cách thay đổi hướng dòng kim loại điền đầy vật đúc

- Các vết nứt sinh ra do tác động cơ học trong vật đúc có thể xảy ra trong suốt quátrình mở khuôn và lấy vật đúc ra, bởi vì sự điều khiển không đúng các chuyển độngtrước khi khuôn mở ra có thể gây nứt Vận hành bằng thủy lực với những cơ cấu khóabên trong thích hợp hơn Sự dịch chuyển lệch vị trí tương đối giữa hai nửa khuôn trongkhi mở khuôn cũng có thể gây ra vết nứt trên vật đúc

- Hầu hết các nguyên nhân gây nứt là do tác động cơ học, một vài loại vết nứt lại cónguyên nhân là do sự nhiễm bẩn kim loại vật đúc

1.11.6 Khuyết tật dộp

Sự kẹt khí trong dòng kim loại lỏng là nguyên nhân hình thành dộp trên bề mặt vật đúc

áp lực Dộp có thể được ngăn ngừa đơn giản bằng bôi trơn khuôn đúc, thêm nhữngđường thông hơi và rãnh rửa hoặc thiết kế lại hệ thống rót

1.11.7 Vết mài mòn do ma sát

Khuyết tật này luôn sinh ra do vùng cắt lẹm (undercuts) trong khuôn đúc, các vùng cắtlẹm có thể bị chùi bóng chưa đủ Đôi khi độ xiên của vật đúc không đủ cũng gây rakhuyết tật này, khi đó lòng khuôn phải được gia công lại Vết mài mòn do ma sát cũng

có thể do sự hàn dính cục bộ xảy ra hay khi tấm đẩy tiến về phía trước không bằngphẳng và làm nghiêng vật đúc.

1.11.8 Sự rạn nứt do nhiệt

Khuyết tật này trên vật đúc xảy ra gần đậu dẫn cho thấy rằng bề mặt khuôn hay hưhỏng do mỏi nhiệt Tuổi thọ của khuôn có thể được kéo dài bằng cách đánh bóng khibắt đầu có khuyết tật này Sự mỏi nhiệt này có thể khắc phục bằng cách nung nóngkhuôn trước

1.11.9 Rỗ xốp do hấp thụ khí (rỗ khí)

- Rỗ xốp phát triển trong kim loại lỏng do sự hấp thụ khí trong quá trình nấu chảy, rót

và bơm kim loại lỏng sự thấm khí trong quá trình nấu chảy tạo ra những lỗ nhỏ hìnhcầu phân bố đều trong toàn bộ vật đúc Trong quá trình rót, các rỗ khí này tập trungkhông đều Áp lực bơm không đủ hoặc dùng chất bôi trơn quá mức cũng có thể gây ra

rỗ xốp

- Sự hấp thụ khí trong kim loại lỏng có thể khắc phục bằng cách:

 Sử dụng thỏi đúc hoặc phế liệu thêm vào khô và sạch

 Nấu chảy kim loại nhanh và không nung quá nhiệt, giữ ở nhiệt độ rót một thờigian ngắn trước khi rót

 Khử khí trong kim loại lỏng hoàn toàn trước khi rót

 Dùng trợ dung khô

 Bảo đảm khí đốt sử dụng trong lò và độ ẩm không tiếp xúc trực tiếp với kimloại lỏng

 Dùng chất bôi trơn khô trong khuôn và piston

 Dùng kim loại được nấu chảy trong chân không

1.11.10 Sự hàm dính khuôn

- Khuyết tật này gây ra sự dính vật đúc vào khuôn và các khuyết tật ở bề mặt (rỗ khí bềmặt) hay bề mặt vật đúc bị rách Các vết nứt này là do quá nhiệt và do kim loại vachạm và cọ sát trên khuôn

- Khuyết tật dính khuôn có thể được ngăn ngừa bằng cách:

 Hạ thấp nhiệt độ của kim loại lỏng

Hạ thấp nhiệt độ khuôn

 Ngăn ngừa sự va chạm trực tiếp của kim loại lỏng trên bề mặt khuôn bằng cáchthay đổi thiết kế khuôn.

 Đánh bóng những vùng giới hạn đến độ bóng cao

 Bảo vệ lớp phủ khuôn ở những vùng giới hạn

 Tránh sử dụng chất bôi trơn gốc clo

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ KHUÔN ĐÚC ÁP LỰC CÀNG THẮNG XE MÁY

2 THIẾT KẾ KHUÔN ĐÚC ÁP LỰC CÀNG THẮNG XE MÁY HONDA

2.1 Giới thiệu chi tiết

- Chi tiết là càng thắng xe Honda, làm bằng ADC12, một đầu có bịt một miếng thép,

có khối lượng 72g

- Những điểm lưu ý:

 Phải đảm bảo khoảng cách giữa hai đầu của càng thắng

 Đảm bảo kích thước chính xác của lưng dán bố

 Miếng thép phải dính kết chặt với đầu càng thắng

 Độ dày của chi tiết khá đồng đều, hai đầu càng thắng có chiều dày 15 mm, cácgân tăng bền có chiều dày khoảng 3 mm

 Chi tiết đúc xong không qua nhiệt luyện

2.2 Thiết lập bản vẽ chi tiết

Thiết lập bản vẽ chi tiết bản vẽ trên phần mềm Pro.Engineer Kết quả của việc xuất vẽnhư sau:

Hình 2 1: Càng thắng xe gắn máy Honda 100

Hình 2 2: Xuất các bản vẽ 2D trong Cad

15 R0,5-1 R0,5-1

Hình 2 3: Bản vẽ chi tiết 2D hoàn chỉnh

Phương pháp hay được sử dụng để giữ sản phẩm đúc lại trong khuôn đực là làm tăngdiện tích tiếp xúc của lòng khuôn đực với sản phẩm theo hướng mở khuôn Theo đó,mặt phân khuôn của chi tiết sẽ như hình 2.4 (đường phân khuôn là đường chấm gạch):(nửa khuôn dưới là nửa khuôn đực)

T D

T D

Hình 2 4: Mặt phân khuôn chi tiết

- Ta sẽ tiến hành đúc trên máy đúc có lực ép 100 kg/cm2, với hệ thống tăng lực ( hệ sốtăng lực k = 1,5), khối lượng vật đúc lớn nhất có thể đúc là 0,5 kg

- Buồng ép có chiều dài 200 mm, ta chọn buồng ép có đường kính 40 mm, vậy thể tíchbuồng ép là:

- Tuy nhiên, khi đúc ta chỉ rót nửa buồng ép, vậy nên, thể tích nhôm lỏng là: 125,6 cm3 Khối lượng nhôm rót vào buồng ép: