Giáo trình Công nghệ đúc
ch-ơng 1
khái niệm chung
1.1. Thực chất, đặc điểm và công dụng
1.1.1. Thực chất
Đúc là ph-ơng pháp chế tạo sản phẩm bằng cách rót kim loại lỏng vào khuôn có
hình dạng nhất định, sau khi kim loại hoá rắn trong khuôn ta thu đ-ợc vật đúc có hình
dáng giống nh- khuôn đúc.
Nếu vật phẩm đúc đ-a ra dùng ngay gọi là chi tiết đúc, còn nếu vật phẩm đúc phải
qua gia công áp lực hay cắt gọt để nâng cao cơ tính, độ chính xác kích th-ớc và độ bóng
bề mặt gọi là phôi đúc.
Đúc có những ph-ơng pháp sau: đúc trong khuôn cát, đúc trong khuôn kim loại,
đúc d-ới áp lực, đúc li tâm, đúc trong khuôn mẫu chảy, đúc trong khuôn vỏ mỏng, đúc
liên tục v.v... nh-ng phổ biến nhất là đúc trong khuôn cát.
1.1.2. Đặc điểm
- Đúc có thể gia công nhiều loại vật liệu khác nhau: Thép, gang, hợp kim màu v.v...
có khối l-ợng từ một vài gam đến hàng trăm tấn.
- Chế tạo đ-ợc vật đúc có hình dạng, kết cấu phức tạp nh- thân máy công cụ, vỏ
động cơ v.v...mà các ph-ơng pháp khó khăn hoặc không chế tạo đ-ợc.
- Độ chính xác về hình dáng, kích th-ớc và độ bóng không cao (có thể đạt cao nếu
đúc đặc biệt nh- đúc áp lực).
- Có thể đúc đ-ợc nhiều lớp kim loại khác nhau trong một vật đúc.
- Giá thành chế tạo vật đúc rẻ vì vốn đầu t- ít, tính chất sản xuất linh hoạt, năng
suất t-ơng đối cao.
- Có khả năng cơ khí hoá và tự động hoá.
- Tốn kim loại cho hệ thống rót, đậu ngót, đậu hơi.
- Dễ gây ra những khuyết tật nh-: thiếu hụt, rỗ khí, cháy cát v.v...
- Kiểm tra khuyết tật bên trong vật đúc khó khăn, đòi hỏi thiết bị hiện đại.
1.1.3.Công dụng
Sản xuất đúc đ-ợc phát triển rất mạnh và đ-ợc sử dụng rất rộng rãi trong các
ngành công nghiệp. khối l-ợng vật đúc trung bình chiếm khoảng 40ữ80% tổng khối
l-ợng của máy móc. Trong ngành cơ khí khối l-ợng vật đúc chiếm đến 90% mà giá
thành chỉ chiếm 20ữ25%.
khái niệm chung
1.1. Thực chất, đặc điểm và công dụng
1.1.1. Thực chất
Đúc là ph-ơng pháp chế tạo sản phẩm bằng cách rót kim loại lỏng vào khuôn có
hình dạng nhất định, sau khi kim loại hoá rắn trong khuôn ta thu đ-ợc vật đúc có hình
dáng giống nh- khuôn đúc.
Nếu vật phẩm đúc đ-a ra dùng ngay gọi là chi tiết đúc, còn nếu vật phẩm đúc phải
qua gia công áp lực hay cắt gọt để nâng cao cơ tính, độ chính xác kích th-ớc và độ bóng
bề mặt gọi là phôi đúc.
Đúc có những ph-ơng pháp sau: đúc trong khuôn cát, đúc trong khuôn kim loại,
đúc d-ới áp lực, đúc li tâm, đúc trong khuôn mẫu chảy, đúc trong khuôn vỏ mỏng, đúc
liên tục v.v... nh-ng phổ biến nhất là đúc trong khuôn cát.
1.1.2. Đặc điểm
- Đúc có thể gia công nhiều loại vật liệu khác nhau: Thép, gang, hợp kim màu v.v...
có khối l-ợng từ một vài gam đến hàng trăm tấn.
- Chế tạo đ-ợc vật đúc có hình dạng, kết cấu phức tạp nh- thân máy công cụ, vỏ
động cơ v.v...mà các ph-ơng pháp khó khăn hoặc không chế tạo đ-ợc.
- Độ chính xác về hình dáng, kích th-ớc và độ bóng không cao (có thể đạt cao nếu
đúc đặc biệt nh- đúc áp lực).
- Có thể đúc đ-ợc nhiều lớp kim loại khác nhau trong một vật đúc.
- Giá thành chế tạo vật đúc rẻ vì vốn đầu t- ít, tính chất sản xuất linh hoạt, năng
suất t-ơng đối cao.
- Có khả năng cơ khí hoá và tự động hoá.
- Tốn kim loại cho hệ thống rót, đậu ngót, đậu hơi.
- Dễ gây ra những khuyết tật nh-: thiếu hụt, rỗ khí, cháy cát v.v...
- Kiểm tra khuyết tật bên trong vật đúc khó khăn, đòi hỏi thiết bị hiện đại.
1.1.3.Công dụng
Sản xuất đúc đ-ợc phát triển rất mạnh và đ-ợc sử dụng rất rộng rãi trong các
ngành công nghiệp. khối l-ợng vật đúc trung bình chiếm khoảng 40ữ80% tổng khối
l-ợng của máy móc. Trong ngành cơ khí khối l-ợng vật đúc chiếm đến 90% mà giá
thành chỉ chiếm 20ữ25%.
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Công nghệ đúc", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.
File đính kèm:
- giao_trinh_cong_nghe_duc.pdf
Nội dung text: Giáo trình Công nghệ đúc
- Simpo PDFGiáo tMergerình: công and nghệ Split đúc Unregistered Version - b/ Sấy lõi: Thực hiện ở trong máy sấy t0 = 150ữ2400C, τ = 2ữ3 giờ. t0 và τ phụ thuộc vào các chất hãm và kích th−ớc của lõi. ch−ơng 3 Chế tạo bộ mẫu và hộp lõi 3.1. Khái niệm Bộ mẫu là công cụ chính dùng tạo hình khuôn đúc. Bộ mẫu bao gồm : Mẫu chính, tấm mẫu, mẫu của hệ thống rót, đậu hơi, đậu ngót. Tấm mẫu để kẹp mẫu khi làm khuôn, d−ỡng để kiểm tra; mẫu chính để tạo nên hình dáng của lòng khuôn khi làm khuôn đúc, nói cách khác mẫu chính tạo nên hình dáng bên ngoài của vật đúc. Hộp lõi dùng để chế tạo ra lõi. Lõi dùng để tạo nên hình dáng bên trong của vật đúc khi đúc kim loại. 3.2. Vật liệu làm bộ mẫu và hộp lõi 3.2.1.Yêu cầu - Bảo đảm độ bóng, chính xác khi gia công cắt gọt. - Cần bền, cứng, nhẹ, không bị co, tr−ơng, nứt, công vênh trong khi làm việc. - Chịu đ−ợc tác dụng cơ, hoá của hỗn hợp làm khuôn, ít bị mòn, không bị rỉ và ăn mòn hoá học. Rẻ tiền và dể kiếm. 3.2.2-Các loại vật liệu làm mẫu và hộp lõi Vật liệu th−ờng dùng: Gỗ, kim loại, thạch cao, ximăng, chất dẻo. Chủ yếu là gỗ, kim loại. a/ Gỗ: −u điểm của gỗ là rẻ, nhẹ, dễ gia công, nh−ng có nh−ợc điểm là độ bền, cứng kém; dễ tr−ơng, nứt, công vênh nên gỗ chỉ dùng trong sản xuất đơn chiếc, loại nhỏ, trung bình và làm mẫu lớn. Dựa vào tính chất của gỗ ta chia thành 3 loại: - Loại 1: gỗ lim, gụ, sến: bền, cứng, mịn, chặt thuần nhất, ít bị thấm n−ớc, khi cắt gọt bề mặt nhẵn bóng, nh−ng khó gia công bằng cắt gọt, đắt tiền nên dùng trong sản xuất hàng loạt, những mẫu quan trọng, những phần riêng của mẫu chịu mài mòn nhiều (gối, phần tháo rời ). - Loại 2: gỗ mỡ, dẻ có độ bền, cứng trung bình, chịu độ ẩm, dể nhẵn bóng có thể làm việc đ−ợc 25ữ100 lần. Dùng trong sản xuất nhỏ, đơn chiếc, những mẫu phức tạp, cần kích th−ớc t−ơng đối chính xác. - Loại 3: gỗ thông, bồ đề là gỗ tạp, rẻ tiền, độ cứng, bền thấp, gỗ có nhiều lớp nên dễ vỡ, sần sùi ở mặt nh−ng ít công vênh và ít thấm n−ớc. Dùng trong sản xuất đơn chiếc và những mẫu không cần độ nhẵn bóng và chính xác. Tr−ờng đại học bách khoa - 2006 10
- Simpo PDFGiáo tMergerình: công and nghệ Split đúc Unregistered Version - b/ Kim loại: có độ bền, cứng, độ nhẵn bóng, độ chính xác bề mặt cao, không bị thấm n−ớc, ít bị cong vênh, thời gian sử dụng lâu hơn, nh−ng kim loại đắt khó gia công nên chỉ sử dụng trong sản xuất hàng khối và hàng loạt. Th−ờng dùng: - Hợp kim nhôm: hợp kim nhôm silic và hợp kim nhôm đồng gồm Al12, Al24, Al26, Al28 Loại này nhẹ, dễ gia công cơ khí, độ bóng, chính xác cao, tính chống ăn mòn hoá học cao, dùng đ−ợc nhiều lần nên đ−ợc sử dụng nhiều nhất. - Gang xám: th−ờng dùng Gx12-28; Gx15-32; Gx18-36 có độ bền cao hơn hợp kim nhôm, giá thành hạ. Dùng đ−ợc tới 10.000ữ15.000 lần, nh−ng nặng, khó gia công cơ khí, dễ bị ôxy hoá. - Đồng thau và đồng thanh: bền, dễ gia công, bề mặt nhẵn bóng, chính xác, không bị ôxy hoá, dùng tới 15.000 lần. Nh−ng nặng, độ co lớn. - Thạch cao: Bền hơn gỗ (làm đ−ợc 1000 lần) nhẹ, dễ chế tạo, dễ cắt gọt. Nh−ng giòn, dễ vỡ, dễ thấm n−ớc. Nên làm những mẫu nhỏ khi làm bằng tay, tiện lợi khi làm mẫu ghép và dùng trong đúc đồ mỹ nghệ (vì dễ sửa). - Ximăng: Bền, cứng hơn thạch cao, chịu va chạm tốt, rẻ, dễ chế tạo, nh−ng nặng tuy không hút n−ớc, khó gọt, sửa nên chỉ dùng làm những mẫu, lõi phức tạp, mẫu lớn, mẫu làm khuôn bằng máy. 3.3. Nguyên lý thiết kế mẫu và hộp lõi Muốn chế tạo vật đúc phải căn cứ vào bản vẽ chi tiết để thiết kế bản vẽ vật đúc. Từ bản vẽ vật đúc vẽ nên bản vẽ mẫu và hộp lõi. Căn cứ vào đó ng−ời thợ mộc mẫu sẽ chế tạo mẫu, hộp lõi. 3.3.1. Bản vẽ vật đúc Trên bản vẽ vật đúc cần biểu thị đ−ợc: Mặt phân khuôn, kích th−ớc vật đúc (tính đến l−ợng d− gia công cơ và dung sai đúc), cần phải biểu diễn đ−ợc lõi và gối lõi, độ dốc đúc và góc đúc. a/ Mặt phân khuôn Mặt phân khuôn là mặt tiếp xúc giữa khuôn trên và khuôn d−ới. Nó xác định vị trí chi tiết trong khuôn bằng gạch xanh. Mũi tên T chỉ khuôn trên và D chỉ khuôn d−ới. Chọn mặt phân khuôn, dựa theo những nguyên tắc sau: - Mặt phân khuôn bảo đảm dễ làm khuôn và rút mẫu. - Phải đơn giản nhất và số mặt phân khuôn ít nhất (nên chọn mặt phẳng, tránh mặt cong, bậc). - Nhận đ−ợc chất l−ợng vật đúc tốt nhất (mặt quan trọng cần cơ tính cao nên để xuống d−ới, trên dễ rổ khí, rỗ xỉ, lõm co). 100 11 Tr−ờng đại học bách khoa - 2006 φ120 φ60 50
- Simpo PDFGiáo tMergerình: công and nghệ Split đúc Unregistered Version - +2 100 +1,5 φ120 -1 +3,87 0 φ60 φ120 7 50 φ 40 R20 150± 2 T D H.3.2. Bản vẽ vật đúc b/ Độ co của kim loại khi đúc Khi hợp kim đúc đông đặc và nguội lạnh vật đúc co lại do vậy kích th−ớc lòng khuôn phải lớn hơn kích th−ớc vật đúc: Gang xám: 1%; thép: 2%; gang trắng: 1,5%; hợp kim đồng và nhôm: 1,5%. c/ L−ợng d− gia công cơ khí Là l−ợng kim loại cần cắt gọt trong quá trình gia công cơ. Trên bản vẽ ký hiệu bằng màu đỏ. Chúng phụ thuộc: độ bóng, độ chính xác của chi tiết, chất l−ợng của bề mặt chi tiết đúc; kích th−ớc vật đúc, điều kiện sản xuất (đơn chiếc hay hàng loạt), mức độ phức tạp của chi tiết.v.v d/ Dung sai đúc Khi chế tạo có sự sai lệch giữa kích th−ớc, khối l−ợng danh nghĩa và thực tế. Dung sai đúc phụ thuộc vào trình độ tay nghề của công nhân mộc mẫu, làm khuôn, lõi và lắp ráp. Tr−ờng đại học bách khoa - 2006 12
- Simpo PDFGiáo tMergerình: công and nghệ Split đúc Unregistered Version - đ/ Lõi và gối lõi Trên bản vẽ đ−ợc ký hiệu bằng những gạch chéo màu xanh. Gối lõi bảo đảm lõi nằm vững trong khuôn, dễ lắp ráp lõi vào khuôn. Với lõi đứng th−ờng dùng gối lõi hình côn. kích th−ớc, góc s2 s nghiêng gối lõi vẫn bảo đảm: h > h1 1 β ; α > β. Để trong khi lắp ráp không s3 h1 bị vỡ khuôn, lõi giữa gối lõi và s2 khuôn cần có khe hỡ. β Với lõi ngang có thể làm gối α s lõi hình trụ, hình vuông và các dạng 1 định hình khác. Để dể lắp ráp và h α s tránh vỡ khuôn, lõi, giữa lõi và 1 H.3.3. Lõi và gối lõi khuôn cũng có các khe hở: S1, S2, S3 và h > h1; α < β. e/ Xác định độ côn của mẫu Muốn rút mẫu ra khỏi khuôn đ−ợc dể dàng và tránh vỡ khuôn, những mặt mẫu thẳng góc với mặt phân khuôn phải làm côn. Có 3 dạng côn mẫu đúc th−ờng hay thiết kế: - Dạng thứ nhất (a): phần côn nằm ngoài l−ợng d− gia công cơ, dùng cho những phôi đúc có bề mặt gia công quan trọng nằm đúng chiều rút mẫu và cho những mặt không gia công cơ nh−ng thành mỏng (< 8 mm). - Dạng thứ 2 (b): cần bảo đảm trọng l−ợng vật đúc ít thay đổi, dùng cho những mặt thẳng đứng không gia công cơ có thành dày từ 8 đến 12 mm. β h h/2 β β a b c H.3.4. Độ nghiêng thành đúc - Dạng thứ 3 (c): dùng cho mặt thẳng đứng không gia công có chiều dày trên 12 mm và cao tới 100 mm, làm độ côn lấy mẫu lấn vào thành vật đúc để giảm trọng l−ợng vật đúc. Song với những mặt thẳng đứng có gia công cơ phải chọn theo dạng 2 để đảm bảo chất l−ợng bề mặt chi tiết. Chiều cao thành vật đúc lớn thì độ dốc nhỏ, mẫu gổ có độ dốc lớn hơn mẫu kim loại, mẫu làm khuôn bằng tay lớn hơn mẫu làm khuôn bằng máy. Tr−ờng đại học bách khoa - 2006 13
- Simpo PDFGiáo tMergerình: công and nghệ Split đúc Unregistered Version - f. Xác định góc đúc Góc đúc là góc l−ợn chuyển tiếp giữa phần dày và phần mỏng. Khi thiết kế vật đúc cần có bán kính l−ợn nhất định để khuôn khỏi vỡ khi rút mẫu và vật đúc không bị nứt khi kim loại lỏng đông đặc trong khuôn và tăng khả năng điền đầy của gang khi đúc. Trị số của bán kính l−ợn trong r và bán kính l−ợn ngoài R có thể chọn theo công thức thực nghiệm: ⎛ 1 1⎞ ab+ r =ữ⎜ ⎟ (mm) . a ⎝ 6 82⎠ a R = b khi ≤ 2 . R r b b R =b+r trong các tr−ơng hợp khác H.3.5. Góc đúc 3.3.2. Bản vẽ mẫu Từ bản vẽ vật đúc ng−ời ta vẽ bản vẽ mẫu. Kích th−ớc mẫu t−ơng tự nh− bản vẽ vật đúc trừ phần tai gối và dung sai chế tạo mẫu. Kích th−ớc phần tai gối mẫu phải kể thêm khoảng hở s1, s2, s3 giữa gối lõi với khuôn và góc vát thành khuôn β, α, chỗ đặt gối lõi. Dung sai chế tạo mẫu là sai lệch cho phép khi chế tạo mẫu. Sai lệch đó phụ thuộc vào vật liệu chế tạo mẫu, dạng sản xuất, kích th−ớc mẫu. 102+0,87 φ120+2,87 φ52+0,7 70+30’ 40+0,5 R20+0,5 +1,15 T D 150 H.3.6. Bản vẽ mẫu Để làm khuôn, mẫu đ−ợc chia làm 2 nữa lắp ghép với nhau bằng chốt định vị. Mặt phân mẫu trùng với mặt phân khuôn. Tr−ờng hợp đặc biệt mẫu có thể chế tạo d−ới dạng nhiều phần tháo rời. Trên bản vẽ mẫu cần thể hiện đ−ợc mặt phân mẫu, chốt định vị và các phần tháo rời đ−ợc của mẫu. 3.3.3. bản vẽ hộp lõi Tr−ờng đại học bách khoa - 2006 14
- Simpo PDFGiáo tMergerình: công and nghệ Split đúc Unregistered Version - Tuỳ theo độ phức tạp của lõi có thể làm hộp lõi nguyên, hộp lõi 2 nữa và hộp lõi tháo rời. Kết cấu, kích th−ớc, dung sai và cách vẽ hộp lõi t−ơng tự nh− thiết kế mẫu. ch−ơng 4 Các ph−ơng pháp làm khuôn và làm lõi Trong sản xuất đúc, khuôn đúc đóng một vai trò quan trọng, là một trong những yếu tố quyết định chất l−ợng vật đúc. Th−ờng có tới 50 đến 60% phế phẩm là do khuôn đúc gây ra. Vì vậy phải tuân thủ quy trình công nhgệ làm khuôn chặt chẽ. Khuôn đúc có 3 loại: khuôn dùng một lần, khuôn bán vĩnh cữu làm bằng vật liệu chịu nóng đ−a sấy ở 600ữ7000C, sau khi lấy vật đúc đem sửa chữa rồi dùng lại đ−ợc một số lần (50ữ200 lần). Khuôn vĩnh cữu làm bằng kim loại dùng trong sản xuất hàng loạt và hàng khối. 4.1.Chế tạo khuôn 4.1.1.các ph−ơng pháp làm khuôn bằng tay Làm khuôn bằng tay có đặc điểm: độ chính xác của khuôn không cao, năng suất thấp, yêu cầu tay nghề cao, điều kiện làm việc nặng nhọc nh−ng có thể đúc đ−ợc những vật đúc phức tạp có kích th−ớc và khối l−ợng tuỳ ý. Do đó làm khuôn bằng tay thích ứng với sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ. a/ Làm khuôn trong 2 hòm khuôn với mẫu nguyên Trình tự những thao tác làm khuôn với hai hòm và mẫu nguyên nh− sau: Làm nửa khuôn d−ới: Đầu tiên đặt mẫu lên tấm mẫu, đặt hòm khuôn lên tấm mẫu, đổ cát áo xung quanh mẫu, đổ cát đệm, dầm chặt lần thứ nhất, đổ tiếp cát đệm rồi dầm chặt, là phẳng, xăm khí (a). Làm nửa khuôn trên: Quay nửa khuôn d−ới 1800, lấy tấm mẫu, đặt hòm khuôn trên lên, bắt chốt định vị, đặt mẫu đậu hơi, mẫu ống rót, mẫu rãnh lọc xĩ, đổ cát áo xung quanh mẫu và tiến hành làm khuôn nh− hòm khuôn d−ới (b, c). Tháo lắp khuôn: Tháo chốt định vị, tháo nửa khuôn trên ra, rút bộ mẫu, khoét rãnh dẫn và cốc rót, sửa chữa các nơi bị h− hỏng, quét sơn lên mặt phân khuôn, lắp ráp khuôn lại, bắt chặt cơ cấu kẹp chặt (d). b/ a/ Tr−ờng đại học bách khoa - 2006 15
- Simpo PDFGiáo tMergerình: công and nghệ Split đúc Unregistered Version - b/ Làm khuôn trên nền x−ởng Làm khuôn trên nền x−ởng là dùng ngay nền x−ởng tạo khuôn d−ới. Ph−ơng 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 th−ớc không cần chính xác. Làm khuôn trên đệm mềm (H.4.2): xới cát khuôn trên nền x−ởng cho xốp đều rồi gạt phẳng. ấn nhẹ mẫu xuống đệm, dùng búa gõ nhẹ lên mẫu sao cho mặt trên của mẫu trùng với mặt ngang của đệm. Dùng bay để miết nhẵn lớp cát quanh mẫu, khoét lỗ rót, rãnh dẫn và làm một số rãnh tràn (nếu đúc hở) để đảm bảo chiều dày chính xác cho vật đúc. Sau khi xiên hơi quanh mẫu, rút mẫu ra khỏi khuôn, rắc phấn chì và miết nhẵn mặt lỗ khuôn. Rót kim loại lỏng vào khuôn, khi đầy cần phủ mặt một lớp bột than củi và rắc cát khô lên trên để giử nhiệt chống trắng cho vật đúc bằng gang. 4 1 2 3 H.4.2. Làm khuôn trên đệm mềm 1- Mẫu; 2- Rãnh dẫn 3- Cốc rót; 4- Rãnh tràn Làm khuôn trên đệm cứng (H.4.3): trên nền x−ởng đào lỗ có chiều sâu lớn hơn chiều cao của mẫu 300ữ400 mm, dầm chặt đáy lỗ rồi đổ 1 lớp xĩ hoặc sỏi dày 150ữ200 mm. Để tăng độ thoát khí, đặt hai ống nghiệm 2 dẫn khí ra ngoài, đổ lớp cát đệm sau đó cát áo 3 và dầm chặt một ít, ấn mẫu xuống để mặt phân khuôn của mẫu trùng mặt bằng của nền, rắc lớp bột cách và đặt hòm khuôn 4 lên, cố định vị trí của hòm bằng chốt 9 sát vào thành hòm và tiến hành làm khuôn trên. Nhắc hòm khuôn trên và cắt màng dẫn 8, rút bộ mẫu ra và lắp khuôn trên vào, tạo cốc rót 7, đặt tải trọng đè 6 và rót kim loại. 5 6 7 8 9 1- sỏi (hoặc xỉ) 2- ống nghiệm 3- Cát áo Tr−ờng đại học bách khoa - 2006 16 4- Hòm khuôn trên 5- Đậu hơi 4 6- Tải trọng đè
- Simpo PDFGiáo tMergerình: công and nghệ Split đúc Unregistered Version - c/ Làm khuôn trong 3 hoặc nhiều hòm khuôn Ph−ơng pháp này thích ứng khi làm khuôn với mẫu phức tạp mà không thể làm trong 2 hòm khuôn đ−ợc. H.4.4. Làm khuôn trong 3 hòm khuôn d/ Làm khuôn bằng d−ỡng gạt Ph−ơng pháp này dùng để chế tạo các chi tiết tròn xoay và đối xứng, có đ−ờng kính lớn nh− xilanh, ống, bánh xe trơn, bánh lái, chảo, chân vịt tàu thuỷ v v Nh−ợc điểm là tốn thời gian và đòi hỏi tay nghề cao song không dùng mẫu, trang bị để gá lắp d−ỡng gạt đơn giản và rẻ tiền. Có nhiều kiểi làm khuôn bằng d−ỡng gạt: làm khuôn dùng d−ỡng gạt trục quay thẳng đứng, trục quay nằm ngang và dùng d−ỡng gạt kéo. Làm khuôn bằng d−ỡng gạt trục quay thẳng đứng: dùng 2 d−ỡng gạt là 2 tấm gỗ có đ−ờng lõm là đ−ờng sinh ra mặt trong và mặt ngoài của chi tiết đúc. Tr−ờng đại học bách khoa - 2006 17
- Simpo PDFGiáo tMergerình: công and nghệ Split đúc Unregistered Version - đ/ 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 đ−ợc, ng−ời ta phải dùng thêm nguyên công xén phần cát cản trở việc rút mẫu gọi là làm khuôn xén. Trình tự làm khuôn nh− sau: • Đặt mẫu lên tấm mẫu rồi thực hiện làm nửa khuôn d−ới. • Lật khuôn d−ới, dùng bay xén phần cát 3 làm cản trở việc rút mẫu. • Rắc cát chống dính rồi làm nửa khuôn trên. 1 2 3 H.4.6.Làm khuôn xén Làm khuôn xén tốn 1-Hòmnhiều khuôn; công, - Tấmnăng đỡ suấtmẫu; 3-thấp mặt nênxén chỉ dùng trong sản xuất đơn chiếc. Ngoài các ph−ơng pháp làm khuôn trên, để thích ứng với những loại hình vật đúc khác nhau ng−ời ta còn sử dụng nhiều ph−ơng pháp làm khuôn khác nh−: làm khuôn bằng có miếng rời, làm khuôn dùng lõi phụ, làm khuôn dùng miếng đất phụ, làm khuôn không hòm khuôn v v 4.1.2. Các ph−ơng pháp làm khuôn bằng máy Tr−ờng đại học bách khoa - 2006 18
- Simpo PDFGiáo tMergerình: công and nghệ Split đúc Unregistered Version - Làm khuôn bằng máy tức là cơ khí hoá hoàn toàn quá trình làm khuôn hoặc một số nguyên công cơ bản nh− dầm chặt và rút mẫu. Làm khuôn, ruột bằng máy nhận đ−ợc chất l−ợng tốt, năng suất cao song vốn đầu t− cao nên chỉ dùng trong sản xuất hàng loạt hay hàng khối. a/ Dầm chặt khuôn đúc Dầm chặt khuôn đúc bằng cách ép: Có nhiều kiểu dầm chặt hỗn hợp làm khuôn đúc bằng cách ép: ép trên xuống, ép d−ới lên và ép cã 2 phía. Máy ép làm khuôn có năng suất cao, không ồn nh−ng độ dầm chặt thay đổi mạnh theo chiều cao. Khi ép trên độ dầm chặt mặt d−ới khuôn thấp nên chịu áp lực kim loại lỏng kém. Máy ép chỉ thích hợp với hòm khuôn thấp. 6 h, mm 5 1- bàn máy h, mm 4 2- mẫu 3 3- hòm khuôn chính 2 g/cm3 4- hòm khuôn phụ 1 5- chày ép 6- xà ngang g/cm3 8 7- van khí 8- phíttông đẩy 9 7 9- xilanh b/ a/ H.4.7. Máy ép làm khuôn đúc a/ ép trên xuống; b/ ép d−ới lên 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 30ữ80 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 (H.4.8a). 5 4 4 h, mm h, mm 3 3 2 2 1 1 g/cm3 g/cm3 8 6 7 7 5 6 8 9 Tr−ờng đại học bách khoa - 2006 19 10 11 a
- Simpo PDFGiáo tMergerình: công and nghệ Split đúc Unregistered Version - Dầm chặt khuôn đúc trên máy vừa dằn vừa ép (H.4.8b) 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 ph−ơng pháp này t−ơng đối đều. Trong thực tế khi làm khuôn thấp dùng máy ép, làm khuôn cao dùng máy dằn hoặc vừa dằn vừa ép. b/ Các ph−ơng pháp lấy mẫu bằng máy Việc lấy mẫu ra khỏi khuôn đ−ợc tiến hành bằng các cơ cấu: đẩy hòm khuôn, bàn quay, bàn lật và rút mẫu. Lấy mẫu bằng cơ cấu đẩy hòm khuôn 3 3 2 2 1 4 1 5 5 a b H.4.9. a/ Lấy mẫu nhờ đẩy hòm khuôn bằng chốt nâng b/ Lấy mẫu nhờ đẩy hòm khuôn bằng chốt nâng và tấm đỡ Ph−ơng pháp đẩy hòm khuôn bằng chốt nâng (H.4.9a). Khi dầm chặt xong, tấm mẫu 1 đ−ợc giữ cố định với bàn máy 5, các chốt nâng 2 từ từ đi lên đẩy vào cạnh hòm khuôn 3, mẫu đ−ợc lấy ra khỏi khuôn. Ph−ơng pháp này đơn giản, năng suất cao, nh−ng khuôn dể vỡ chỉ thích ứng với các mẫu đơn giản chiều cao thấp. Ph−ơng pháp đẩy hòm khuôn bằng chốt nâng và tấm đở (H.4.9b). Nhờ có tấm đỡ 4 giữ hỗn hợp nên khuôn ít bị vỡ hơn song phải chế tạo tấm đỡ cho từng tấm mẫu nên tốn kém hơn. Tr−ờng đại học bách khoa - 2006 20
- Simpo PDFGiáo tMergerình: công and nghệ Split đúc Unregistered Version - Lấy mẫu kiểu bàn quay Sau khi làm xong khuôn (H.4.10a), bàn quay 4 đ−ợc nâng lên và quay một góc 1800, lật khuôn xuống phía d−ới, tiếp tục nâng bàn đỡ 5 lên đỡ lấy khuôn, tháo kẹp hòm khuôn ra khỏi bàn quay và từ từ hạ xuống, còn tấm đ−ợc bàn quay giữ lại (H.4.10b). 3 2 1 4 5 a b H.4.10. Lấy mẫu kiểu bàn quay Lấy mẫu bằng bàn quay có độ cứng vững lớn, khuôn ở vị trí đã lật nên ít vỡ khuôn nh−ng kết cấu phức tạp. Ph−ơng pháp này thích hợp khi làm khuôn d−ới. Lấy mẫu kiểu bàn lật Sau khi làm khuôn xong (a), bàn lật 1 lật 1800, bàn đỡ 4 nâng lên đỡ lấy hòm khuôn và tháo kẹp hòm khuôn rồi từ từ hạ xuống, còn tấm mẫu 2 đ−ợc bàn lật giữ lại (b). Lấy mẫu bằng bàn lật kết cấu phức tạp, chiếm mặt bằng nh−ng ít vỡ khuôn, thích hợp khi làm khuôn d−ới. 2 3 1 4 b a H.4.11. Lấy mẫu kiểu bàn lật Lấy mẫu bằng cách rút 2 mẫu khỏi khuôn 3 Sau khi làm khuôn xong, hòm H. 4.12. Lấy mẫu bằng cách rút mẫu khỏi khuôn 4 khuôn đ−ợc khung máy 4 giữ lại 1- tấm mẫu còn tấm mẫu 1 đ−ợc bàn máy từ từ 2- hòm khuôn 1 3- tấm đỡ khuôn hạ xuống và rút khỏi khuôn. 4- thành máy 5 5- bàn máy Tr−ờng đại học bách khoa - 2006 21
- Simpo PDFGiáo tMergerình: công and nghệ Split đúc Unregistered Version - 4.2. Công nghệ chế tạo lõi Lõi có thể chế tạo bằng tay hoặc bằng máy. Trong sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ chủ yếu làm lõi bằng tay, còn trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối thì làm lõi bằng máy. 4.2.1. Chế tạo lõi bằng tay Có thể chế tạo đ−ợc lõi 1- Hộp lõi phức tạp, chi phí chế tạo hộp lõi thấp nh−ng năng suất không cao, chất l−ợng lõi thấp và phụ thuộc vào tay nghề của công nhân. Các 2- Tấm sấy ph−ơng pháp làm khuôn bằng tay H.4.13. Làm lõi trong hộp lõi nguyên phổ biến là: a/ Làm lõi trong hộp lõi nguyên (H.4.13) Ph−ơng pháp này áp dụng đối với các lõi đơn giản có thể lấy ra theo một ph−ơng. b/ Làm lõi bằng hộp lõi bổ đôi (H.4.14) Đây là ph−ơng pháp đ−ợc dùng nhiều nhất. Hộp lõi gồm 2 nữa (1) và (2) ghép lại với nhau bằng chốt định vị (3), sau khi kẹp chặt hai nữa hộp lõi, tiến hành cho hỗn hợp vào và dầm chặt. Sau đó đặt hộp ruột nằm ngang rồi lần l−ợt lấy các nữa hộp ruột ra. 3 2 1 H.4.14. Làm lõi bằng hộp lõi bổ đôi c/ Làm lõi bằng hộp lõi lắp ghép: Hộp lõi gồm các mảnh ghép (1), (2) và (3) ghép lại với nhau nhờ các mặt tỳ hoặc chốt định vị và cố định nhờ vỏ hộp (4). Sau khi làm lõi xong dùng tấm sấy đỡ hộp lõi và lật 1800, lấy vỏ hộp ra sau đó lấy các mảnh ghép theo ph−ơng thích hợp. 1 2 4 3 Tr−ờng đại học bách khoa - 2006 22 H415 Là lõi bằ hộ lõi lắ hé
- Simpo PDFGiáo tMergerình: công and nghệ Split đúc Unregistered Version - Ngoài các ph−ơng pháp làm lõi nói trên, ng−ời ta còn dùng d−ỡng để làm lõi khi lõi có dạng tròn xoay hoặc tiết diện không đổi theo chiều trục và kích th−ớc lớn để tiết kiệm chi phí chế tạo lõi. 4.2.2. Chế tạo lõi bằng máy Làm lõi bằng máy có năng suất cao, chất l−ợng ổn định nh−ng chi phí chuẩn bị hộp lõi và vốn đầu t− thiết bị cao. Làm lõi bằng máy có thể tiến hành trên các máy làm khuôn nh− máy ép, máy dằn hoặc trên các máy chuyên dùng nh− máy nhồi, máy phun cát, máy bắn cát. Tr−ờng đại học bách khoa - 2006 23