DA che tao khuon mau sap

MỤC LỤC
CHƯƠNG 1 : PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC
ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT
1.1 Giới thiệu về chi tiết..............................................5
1.2 Bản vẽ chi tiết.........................................................5
1.3 Yêu cầu kỹ thuật....................................................7
1.4 Vật liệu cuả chi
tiết…………………………………………………………………………………
……………7
2.1 Công dụng của chi tiết...........................................7
2.2 Các yêu cầu kỹ thuật...........................................7
2. XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT................................8
1.2.1 Xáx định sản lượng sản xuất.............................8
1.2.2 Xác định khối lượng chi tiết..................................8
3. CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO
PHÔI………….........................................................................................10
1.3.1 Khn đúc............................................................................................11
1.3.2 Khn...................................................................................................11
1.3.3 Q trình đúc trong buồng ép nóng.....................................................12
1.3.4 Q trình đúc trong buồng ép ngu ội..................................................13
1.3.5 Đúc khuôn vónh cửu áp suất thấp....................17
1.3.6 Đúc khuôn trọng lực vónh cửu..............................18
1.3.7 Đúc bột dẻo............................................................19
1.3.8 Đúc li tâm.................................................................20
a. Đúc li tâm thực........................................................20
b. Đúc bán li tâm........................................................23
c. Đúc li tâm.................................................................24
1.3.9 Đúc trong khuôn cát...............................................25
1.3.9 Đúc khuôn trong cát tươi........................................27
1.3.10 Đúc trong khuôn cát khô....................................28
1.3.11Đúc hút chân không............................................28

1.3.12 Đúc bằng khuôn dùng mẩu chảy...................29
1.3.13 Đúc trong khuôn từ...............................................30
1.3.14 Đúc trong khuôn vỏ cứng...................................32
2.7.1 Phương pháp C.........................................................32
2.7.2 Phương phaùp D.........................................................33


2.8 Đúc liên tục.................................................................34
2.8.1 Ưu điểm của phương pháp đúc này.................34
CHƯƠNG 2 : ỨNG DỤNG QUÁ TRÌNH ĐÚC DÙNG MẪU
CHẢY CHO
CHI TIẾT INSERT(mãsố)11132N770 36
1.GIỚI THIỆU
CHUNG.......................................................................36
2.QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ ĐÚC TRONG KHUÔN VỎ
MỎNG..36
2.1 Nguyên công 1: Tạo mẫu sáp...........................37
2.1.1 Nhiệt độ hâm sáp...............................................38
2.1.2 nh hưởng của nhiệt độ hâm sáp.................39
2.1.3 p lực ép sáp......................................................39
2.1.4 Thời gian ép sáp..................................................40
2.1.5 Thời gian làm nguội.............................................40
2.1.6 Nhiệt độ làm nguội............................................41
2.1.7 Lâý mẩu sáp và chuẩn bị cho chu kỳ sau..41
2.1.8 Các thiết bị sử dụng cho nguyên công này. 41
2.2 Nguyên công thứ 2 :Xử lý mẫu sáp..........43
2.2.1 Xử lý và làm sạch mẩu sáp.............................43
2.3 Nguyên công thứ 3..............................................44
2.3.1 Ráp nhánh cây......................................................44
2.3.2 Nguyên liệu cho nguyên công này ..................44

2.3.3 Ráp mẩu vào nhánh cây...................................45
2.3.4 nh hưởng của việc ráp nhánh.......................49
2.4 Nguyên công thứ 4..............................................49
2.4.1 Tạo vỏ mỏng..........................................................49
2.4.2 Giai đoạn nhúng dung dịch và phủ cát thứ nhất 49
a. Nguyên liệu của giai đoạn này............................49
b. Kỹ thuật nhúng.......................................................50
2.4.3 Giai đoạn nhúng dung dịch và phủ cát thứ hai
55
a. Nguyên liệu của giai đoạn này............................55
b. Kỹ thuật nhúng.......................................................56
c. Giai đoạn nhúng phủ lần 3.....................................60
2.5 Nguyên công thứ 5: Tạo lòng khuôn............66
2.5.1 Lấy sáp ra và tạo lòng khuôn..........................66
2.6 Nguyên công thứ 6 :Nấu rót kim loại...........69
2.6.1 Nấu rót kim loại.....................................................69


2.6.2 Nung khuôn .............................................................69
2.6.3 Trình tự lấy khuôn từ lò nung ra........................71
2.6.4 Nấu kim loại.............................................................72
2.6.5 Kỹ thuật rót kim loại............................................76
2.7 Nguyên công thứ 7 :Hoàn thiện sản phẩm
79
2.7.1 Xử lý và hoàn thiện sản phẩm......................79
2.7.2 Xử lý vỏ cát và nhánh cây............................79
2.7.3 Xử lý dung dịch......................................................81
2.7.4 Mài miệng rót.......................................................83
2.7.5 Xử lý bề mặt sản phẩm bằng phương pháp quay
cát.......................................................................................84

2.7.6 Xử lý nhiệt cho chi tiết........................................85
2.7.7 Kiểm tra và xử lý vật đúc ...............................86
3. Các khuyết tật của vật đúc.............................86
4. Kết luận.......................................................................89
CHƯƠNG 3:THIẾT KẾ KHUÔN ÉP SÁP CHO CHI TIẾT
INSERT..................................................................................
5.1 Tìm hiểu về khuôn ép sáp.........................89
5.2 Những yêu cầu kỹ thuật chung cho bộ phận ép
sáp.......................................................................90
5.2.1 Độ chính xác về hình dáng...............................90
5.2.3 Các bộ phận của hệ thống rót....................90
5.2.4 Chọn chỗ dẩn kim loại vào khuôn...................91
5.2.5 Tính hệ thống rót ...............................................92
5.2.6 Độ chính xác về kích thước .............................95
5.2.7 Đối với hệ thống định vị.................................96
5.2.8 Đối với hệ thống đẩy......................................97
5.2.9 Một số chi tiết được tiêu chuẩn.....................97
5.3 Trình tự các bước thiết kế...........................102
5.3.1 Phân tích khuôn.....................................................102
5.3.2 Tạo phôi cho lòng khuôn....................................103
5.3.3 Tính lại kích thướclòng khuôn theo hê số co rút
của sáp..............................................................................103
5.3.4 Tạo đường dẩn sáp vào lòng khuôn.............103
5.3.5 Tạo mặt phân khuôn .........................................104
5.3.6 Tách và mở lòng khuôn ..................................105
5.3.7 Hiệu chỉnh lòng khuôn....................................106


5.4 Kết luận...................................................................109

CHƯƠNG I - PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

CHƯƠNG I
PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG
SẢN XUẤT
1.1 PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG:
1.1.1 Giới thiệu về chi tiết : Sản phẩm là một trong
những chi tiết insert, hiện tại chi tiết này được hoàn
thành ở dạng thành phẩm xuất đi, không qua gia công
cắt gọt.

Hình 1 : Hình vẽ chi tiết insert .
1.1.2 Bản vẽ chi tiết : Bản vẽ của chi tiết trên
chỉ có ở dạng thành phẩm của phôi đúc (các dung sai
quy định của phôi đúc). Không có bản vẽ phôi sáp,
bản vẽ phôi sáp phụ thuộc vào kinh nghiệm của người
thiết kế khuôn ép, căn cứ vào bản vẽ phôi đúc người
thiết kế khuôn tạo mẫu sáp dựa vào độ co rút của sáp
và của kim loại mà tính toán để thiết kế bản vẽ phôi
sáp và từ đó làm cơ sở thiết kế lòng khuôn ép saùp .


CHƯƠNG I - PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

Hình 2 : Hình bản vẽ chi tiết insert
1.1.3 Vật liệu của chi tiết : Chi tiết là thép hợp
kim có kí hiệu SNCM220 (tiêu chuẩn JIS Nhật Bản ) .

CHƯƠNG I - PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

Thành phần Cacbon: 0.17 ÷ 0.23 ; Si : <= 0.7 ; Mn :<=
11 ; S : <= 0.3 ;
Ni : 0.4 ÷ 0.7 ; Cr : 0.40 ÷ 0.65 ; Mo : 0.15 ÷ 0.3 ; Cu <=
0.3 .
Độ co rút : Độ co rút của thép khoảng ( 0.005 ÷
0.03 ٪ ) .
Dạng sản xuất : Hàng loạt vừa .
- Bảng dung sai kích thước chung của chi tiết :
Kíchthươ Dung sai
ùc
(mm)
( mm )
± 0.1
<3
± 0.1
3 ÷ 6
± 0.2
6 ÷ 30
± 0.3
30 ÷ 120
± 0.5
120
ữ
315
0.8
> 315
ANGLE
0.5ã

Baỷng1 : Baỷng dung sai kớch thửụực .
1.1.4 Công dụng và nguyên lý hoạt động của chi
tiết :
+Công dụng :
Chi tiết INSERT là một bộ phận nằm trong trục khuỷucủa
động cơ tàu thủy. Nó đóng một vai trò rất quan trọng
trong quá trình làm việc của máy.
- Thị trường tiêu thụ chủ yếu các công ty sản xuất động
cơ tàu thủy của Nhâït.
- Thuộc nhóm sản phẩm chính của công ty Juki Việt Nam.


CHƯƠNG I - PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

- Công ty Juki Việt Nam hiện nay đang sản xuất theo đơn
đặt hàng của công ty Juki Aizư Nhật Bản; công ty Aizư lắp
ráp thành một cái máy xuất hàng theo đơn đặt hàng
của tổng công ty Asahisanyo.
-Số lượng sản xuất hàng năm 100.800 sản phẩm.
Hiện tại chi tiết này được công ty Juki Việt Nam chế tạo
phôi và gia công thành phẩm xuất đi theo dạng phụ kiện
rời.
+ Nguyên lý hoạt động :
1.2 XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT:
1.2.1 Sản lượng sản xuất trong 1 năm:



N = N1m 1+

β 

100

Trong đó:

N: Số chi tiết dạng sản xuất trong 1 năm.
N1: Số sản phẩm được sản xuất trong 1 năm.
m: Số chi tiết trong 1 sản phẩm.
β : Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ từ (5% -

7%).
Nếu tính đến số α % phế phẩm chủ yếu trong các
phân xưởng đúc và rèn thì ta có các công thức sau:



N = N0m 1+

α +β

100 

Trong đó: α = 3% ÷ 6%
α = 1; m = 1
Chọn: β = 5và



N1 = 100.000x 1 1 +

-

3+ 5
 = 108.000ch / năm.
100 

Số chi tiết g/c trong 1 thaùng:


CHƯƠNG I - PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

Nt =
-

108.000
= 90.000chiếc / thang
12

Số chi tiết trong 1 ngày:
Nn =

90.000
= 3461.5 ≈ 3462ch / ngày.
26

1.2.2.Xác định khối lượng của chi tiết :
Q1 = VY (Kg)
Trong đó:

Q1: Trọng lượng chi tiết (Kg)

V: Thể tích của chi tiết (dm3)
Y: Trọng lượng riêng của vật liệu.
Với YThép = ( 6,8÷ 7,4) Lg / dm3
Trong đó:
D: 20mm
L1 : 106 mm
L2 : 90 mm
L3 : 63 mm
Theo hình vẽ đúc ta tính được khối lượng chi tiết như
sau :
V = ( V1 + V2 + V3 ) x YThép
Trong đó khối lượng V1 được tính như sau
V1 = a x b x c
Trong đó a : 60 mm
b : 15 mm
c : 76 – 11 = 65 mm
Ta coù V1 = 60 x 15 x 65 = 58500 mm3
Ù

Khối lượng V2 được tính như sau


CHƯƠNG I - PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

V2 = a x b x c
Trong đó a : 38 mm
b : 31-11 = 20 mm
c : 60 mm
Ta coù V2 = 38 x 20 x 60 = 45600 mm3

Trong đó khối lượng V3 được tính như sau
V3 = V

31

– ( V32 + V33 )

V31 = a x b x c
Trong đó a : 106 mm
b : 15 mm
c : 90 mm
Ta coù V31 = 106 x 15 x 90 = 143100 mm3
V32 = a x b x c
Trong đó a : 106 – 76 = 30 mm
b : 15 mm
c :70 mm
Ta coù V32 = 30 x 15 x 70 = 31500 mm3
V33 = a x b x c
Trong đó a : 11 mm
b : 15 mm ; c : 70 mm
Ta coù V33 = 11 x 15 x 70 = 11550 mm3
V3 = V

31

– ( V32 + V33 )

V3 = 143100 – (31500 + 11550 ) = 143100 – 43050 =
100050 mm3
 Khoái lượng chi tiết:

CHƯƠNG I - PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

V = V1 + V2 + V3
V1 = 58500 mm3
V2 = 45600 mm3
V3 = 100050 mm3
V = 58500 + 45600 + 100050 = 204150 mm3
Ta choïn YTheùp = 7.2 Kg/dm3
V = (58500 + 45600 + 100050 ) x 7.2
= 204150 mm = 2.04 dm3
Q = V γ = 0.64 x 7,2 = 0.46 kg
Tra baûng 2.1 sách (Hướng dẫn đồ án CNCTM)
Với M = 0.46 kg ; N = 100.800ch/năm. Ta chọn được
dạng sản xuất vừa.
-

Sử dụng phương pháp gia công tự động đạt kích
thước

-

Sử dụng công nhân có tay nghề thấp, đồ gá
chuyên dùng.

1.3 LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP TẠO PHÔI
Đối với chi tiết là dạng hình trụ, số lượng sản xuất
lớn, ta có các phương pháp tạo phôi sau đây:
1.3.3 ĐÚC:

*Thực chất
Đúc là một phương pháp chế tạo sản phẩm bằng
cách rót kim loại lỏng vào khuôn đúc có hình dạng
và kích thước nhất định. Sau khi kim loại đông đăïc lại,
ta thu được sản phẩm có kích thước và hình dạng phù
hợp với yêu cầu đề ra. Sản phẩm đúc ra có thể
dùng ngay được thì gọi là chi tiết đúc. Phần lớn vật


CHƯƠNG I - PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

đúc còn phải qua gia công cắt gọt nhằm tăng độ
chính xác và độ bóng bề mặt.
Sản phẩm đúc là phương pháp chế tạo sản phẩm kim
loại rất phổ biến. Có thể tiến hành đúc trong khuôn
cát, đúc trong khuôn kim loại, đúc dưới áp lực, hiện
nay có một số phương pháp đúc đặc biệt cho chất
lượng cao, đặc biệt về độ chính xác và độ bóng bề
mặt như đúc dùng mẫu chảy v.v. ..Kỷ thuật đúc ngày
càng được cải tiến nhằm tăng năng suất và nâng
cao chất lượng sản phẩm.
* Đặc điểm và công dụng của đúc:
- Đặc điểm:
+ Đúc có thể gia công nhiều loại vật liệu khác
nhau: Thép, gang, hợp kim màu v.v... có khối lượng từ
một vài gam đến hàng trăm tấn.
+ Chế tạo được những vật đúc có hình dạng, kết
cấu phức tạp như thân máy công cụ, vỏ động cơ v.v...
mà các phương pháp khó hkăn không chế tạo được.
+ Độ chính xác về hình dáng, kích thước và độ

bóng không cao( có thể đạt cao nếu đúc đặc biệt như
đúc áp lực)
+ Có thể đúc được nhiều lớp kim loại khác nhau
trong cùng một vật đúc.
+ Giá thành chế tạo vật đúc rẻ vì vốn đầu tư ít,
tính chất sản xuất linh hoạt, năng suất tương đối cao.
+ Có khả năng cơ khí hóa và tự động hóa.
+ Tốn kim loại cho hệ thống rót, đậu ngót. Đậu hơi.
+ Dể gây ra những khuyết tật như: thiết hụt, rổ khí,
cháy cát v.v..


CHƯƠNG I - PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

+ Kiểm tra khuyết tật bên trong vật đúc khó khăn,
đòi hỏi thiết bị hiện đại.
-Công dụng:
+ Sản xuất đúcđược phát triển rất mạnh và được
sử dụng rất rộng rãi trong các ngành công nghiệp. Khối
lượng vật đúc trung bình chiếm khỏang 40÷80 % tổng khối
lượng của máy móc.Trong ngành cơ khí khối lượng vật
đúc chiếm đến 90% mà giá thành chỉ chiếm 20 ÷ 25 %
Tùy theo hình dạng khuôn và công nghệ mà ta có các
phương pháp đúc sau đây:
1.3.1.1 Quá trình đúc trong buồng ép nóng .
* Sơ đồ nguyên lý :Đúc trong buồng ép nóng .
Xy lanh é
p
Kim loại lỏ
ng ởdướ

i ố
ng
Lò
ng khuô
n
Xy lanh đó
ng mởkhuô
n
Pít tô
ng é
p

Kim loại nó
ng chả
y

Hình 4 : Thiết bị đúc kim loại trong buồng nóng
.
Những hợp kim nóng chảy thấp như kẽm, thiếc và chì
là những kim loại được dùng để đúc trong thiết bị đúc
trong buồng ép nóng. Hầu hết các hợp kim khác thì có
điểm nóng chảy cao, tương tự như một hợp kim cứng thì


CHƯƠNG I - PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

xảy ra nhiều vấn đề như làm giảm tuổi thọ của thiết bị,
máy móc và khuôn. Đúc trong buồng nóng thì có nhiều
kích cỡ khác nhau từ(1 oz đến 90lb) tương đương với (0.03 –
40) Kg, mặc dù sản phẩm đúc rất nhỏ nhưng thường

được đúc với nhiều khuôn .
Kim loại được ép vào bên trong khuôn, và áp suất
thì được duy trì trong suốt quá trình đông đặc của kim loại
bởi một pít tông thủy lực hoặc bằng khí nén. Loại pít
tông này được minh họa ở hình vẽ 1.3, máy xy lanh thủy
lực hoạt động cho cả hai, một cho pit tông đẩy kim loại và
cho các quá trình đóng mở khuôn. Hành trình hoạt động
của pít tông được kết thúc ở vị trí cuối miệng ống (có
thể gọi là xy lanh, nằm bên trong nồi), nó chìm vào bên
trong kim loại nóng chảy, khi pít tông còn nằm ở vị trí
trên tức là chưa đẩy xuống, kim loại sẽ chảy vào bên
trong ống bởi trọng lượng riêng của nó thông qua một
vài lỗ nhỏ nằm phía bên dưới pít tông. Khi có lực tác
động đẩy pít tông đi xuống thì các lỗ hỏng nói trên được
đóng lại bởi pít tông và áp lực được ép vào kim loại, tạo
ra lực nén bắt buộc kim loại chảy vào lòng khuôn. Áp
lực này có thể lên đến hơn 5000 psi (tương đương 35 MPa)
được sử dụng cho một vài máy loại này, do đó vật đúc
trong khuôn được đông cứng lại, áp lực thì được giảm lại,
khuôn được mở ra vật đúc được đẩy ra ngoài nhờ các
chốt đẩy. Miệâng rót được di chuyển ra ngoài cùng với
vật đúc.
Những máy hoạt động bằng khí nén thì quá trình
hoạt động của miệng ống (chứa kim loại) là lên xuống.
Ở vị trí bắt đầu thì nó được nhấn chìm vào bên trong kim
loại nóng chảy, dưới trọng lượng riêng của kim loại nó tự
chảy vào trong ống, sau đó nó được đưa lên, chủ yếu là
để miệng ống có thể gắn khớp với miệng rót của
khuôn và được khóa chặt đúng vị trí và đóng pít tông lại
.

Không khí nén ở mức áp suất từ 80 đến 600 psi
tương đương với (0.5 – 4 MPa) thì được đẩy trực tiếp vào
trong kim loại, nó được ép cưỡng bức đến khuôn. Khi quá
trình đông đặc kết thúc, áp lực khí nén được thoát ra
ngoài qua miệng của ống (chứa kim loại) ở vị trí gần với


CHƯƠNG I - PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

lớp kim loại nóng chảy. Mở khuôn ra, rút lõi ra và lấy
sản phẩm ra, quá trình hoạt động tương tự như máy có pít
tông đẩy.
1.3.1.2 Quá trình đúc trong buồng ép nguội .
Đúc trong buồng ép nguội, nồi kim loại được đặt
xa hơn đúc trong buồng ép nóng, có thể dùng lực ép cao
hơn (1000 ÷ 3000) daN/ cm2 dùng để đúc hợp kim nhôm và
hợp kim có nhiệt độ nóng chảy cao hơn .

Hình 5 : Khuôn đúc đồng thau , nhôm , magê thuộc
về một loại máy đúc trong buồng lạnh có pít tông nằm
ngang A) Rót kim loại B) Đóng khuôn lại và làm lạnh C)


CHƯƠNG I - PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

Nửa khuôn được tách ra D) Chốt đẩy , đẩy sản phẩm ra
ngoài .
Khuôn đúc Đồng thao, Nhôm, Magê là những
chất có nhiệt độ nóng chảy và áp suất cao, cần thiết
cho một sự thay đổi trong quá trình nóng chảy. Những hợp

kim này thì được dùng trong quá trình đúc trong buồng ép
nguội, các kim loại này không những chứa đựng những
cái chốt đẩy bên trong mà còn phải có tính chịu nhiệt
cao, bởi vì tuổi thọ của nó rất ngắn. Thông thường kim
loại được nấu trong lò có các thiết bị phụ trợ và sau đó
múc một khối lượng kim loại cần thiết đổ vào pít tông
của khuôn, sau đó kim loại được pít tông ép vào bên
trong khuôn dưới áp lực của hệ thống thủy lực. Những
máy ép này được chế tạo để chống lại áp lực cao do sự
đàn hồi của kim loại.
Việc sử dụng trong hai loại máy, một máy có pít
tông được bố trí ở vị trí thẳng đứng, còn một loại máy
có pít tông được bố trí ở vị trí nằm ngang .
Hình vẽ trên minh họa hoạt động của pít tông của
loại máy nằm ngang, trong hình (1.4A) khuôn đang ở trạng
thái đóng lại cùng với các lõi vào đúng vị trí, kim loại
nóng chảy sẵn sàng được đổ vào ngay khi muỗng múc
kim loại đổ vào lòng khuôn, pít tông di chuyển về bên
trái và ép kim loại vào bên trong khuôn (hình 1.3B). Sau khi
kim loại đông đặc lại, các lõi được rút ra theo hướng của
nó và khuôn cũng được mở ra như trong hình 1.4C ), khuôn
được tách ra, vật đúc được mở từ nữa khuôn, để hoàn
thành quá trình mở khuôn, các chốt đẩy được đẩy ra
trong quá trình hoạt động từ nữa phần còn lại của
khuôn. ( như hình 1.4D). Chu kỳ hoạt động này được sử
dụng trong nhiều máy khác nhau, mà những máy này
hoạt động dựa trên nguyên tắc áp suất với mức độ từ
(5600 ÷ 22000) psi tương đương với (39 – 150) Mpa. Những
máy này có sử dụng một phần tự động, một phần là
thủy lực. Sau khi kim loại chảy vào thì phần hoạt động còn

lại được thực hiện bằng tự động .
Với lực ép khoảng 2500 tấn bằng 22MN thì máy hoạt
động nhờ vào hệ thống thủy lực cho quá trình đúc trong
buồng ép nguội .


CHƯƠNG I - PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

Hình 6: Hai phương pháp đặt khuôn cho đúc đồng thau
A), Buồng ép bên trong khuôn, B), buồng ép rời cạnh bên
.
Việc thêm vào thành phần đồng thau trong khuôn
đúc là một thành tựu quan trọng cho khuôn đúc, nó
khắc phục được nhược điểm của khuôn thép, khi đúc ở
nhiệt độ cao thì khuôn thép sẽ bị ôxi hóa, việc cải tiến
các vật liệu làm khuôn và vật đúc ở nhiệt độ như
mong muốn. Thiết bị đúc được thiết kế để đúc những
kim loại dẻo hoặc sử dụng cho nhựa. Để cho thép làm
việc trong nhiệt độ thấp hơn, những máy đó phải được


CHƯƠNG I - PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

sử dụng cho đúc kim loại lỏng. Để bảo vệ khuôn ở nhiệt
độ cao, nước được đưa vào xung quanh khuôn đúc thông
qua các tấm phẳng được ghép sát với khuôn, trong khi
kim loại vẫn được chảy vào dưới sự điều khiển của nhiệt
đô, kim loại lỏng có thể được múc bằng máy hoặc bằng
tay đưa vào buồng đúc, áp suất được sử dụng cho thiết
bị đúc này khoảng 980 psi tương đương 68Mp, chu kỳ làm

việc khoảng (100 ÷ 200) lần múc trên một giờ, phụ
thuộc vào kích cỡ của máy .
Có hai sự khác nhau trong quá trình sản xuất này,
một loại khuôn có một chày ép thẳng đứng và buồng
ép ở giữa mặt phân khuôn được minh họa như hình vẽ
1.5A , còn một loại có hai chày ép thẳng đứng nhưng cả
hai đều di động, và buồng ép ở cạnh bên của khuôn
như hình 1.5B, kim loại được mút từng muỗng riêng biệt đổ
vào khuôn .
Kim loại được rót vào lỗ khuôn, khi đó chày ở phía
trên đi xuống. Khi chày ở trên đi xuống pít tông ở dưới
cũng lùi xuống cho tới khi cái miệng rót được mở ra, lúc
này kim loại bị ép cưỡng bức vào trong lòng khuôn. Sau
khi ép xong chày trên trở về vị trí cũ lúc này pít tông ở
dưới cũng di chuyển lên trên và mang theo những kim loại
thừa. Khi khuôn mở ra, sản phẩm đúc được đẩy ra ngoài.
Nguyên lý làm việc của khuôn được minh họa
như hình hình 1.5A như sau : Kim loại được rót vào bên trong
buồng ép từ phần ở trên của khuôn, để tạo một áp
lực ép đẩy kim loại vào lòng khuôn thì chày ở trên đi
xuống. Khi chày đi lên khuôn được mở ra, sản phẩm đúc
được đẩy ra ngoài bằng các chốt đẩy. Khi sản phẩm
được lấy ra xong thì lúc này những kim loại dư cũng được
cắt xén bỏ đi .


CHƯƠNG I - PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

* Đúc khuôn vónh cửu áp suất thấp .

Hình 7 Đúc khuôn vónh cửu áp suất thấp A, đóng
khuôn B, kim loại C, mở khuôn.
Trong quá trình đúc khuôn vónh cửu áp suất
thấp, khi miệng rót của khuôn được cắm vào lò nấu kim
loại, như hình vẽ 1.6. Lò nấu kim loại lỏng luôn được đậy
kín và bên trong luôn luôn có khí trơ với mục đích điều
hòa áp suất và ép kim loại nóng chảy từ lò nấu thông
qua một ống chịu nhiệt cao đi vào khoang tạo hình. Trong
quá trình đúc này máy hút chân không sử dụng để hút
không khí ra khỏi lòng khuôn, nhằm bảo đảm cho những
chi tiết đúc ra được sắc nét hơn và điền đầy nhanh hơn,
đốùi với những vật đúc nhỏ được làm nguội trong khuôn
khoảng 1 phút hoặc ít hơn, nhưng đối với những vật đúc
có khối lượng lên đến 29 Kg thì phải được nghiên cứu kỉ
về chu kỳ và thời gian làm nguội thích hợp, thời gian làm
nguội chỉ cần 3 phút. Quá trình sản xuất này rấtø kinh
tế nếu tỉ lệ sản xuất thấp nhất từ 5000 đến 50000
sản phẩm mỗi năm. Các vật đúc được tạo ra bằng
phương pháp này có độ rất sắc nét cao, có độ chính
xác về kích thước và những phế phẩm ít hơn 10% và
cũng có thể thấp hơn 2% .
1.3.1.3 Đúc khuôn trọng lực vónh cửu .
Phương pháp đúc này dùng khuôn kim loại vónh cửu
hoặc dùng khuôn graphite. Loại khuôn này thường được
bọc một lớp chịu nhiệt độ rất cao và chúng có tính bền
nguội rất tốt, những tính chất đó có tác dụng làm giảm


CHƯƠNG I - PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

hiệu ứng nhiệt cho khuôn và tạo điều kiện thuận lợi khi
ta lấy vật đúc ra ngoài. p suất không được sử dụng ở
quá trình đúc này. Quá trình đúc thường sử dụng cho
những kim loại có chứa sắt và những kim loại không
chứa sắt, mặc dù kiểu đúc này không phổ biến lắm do
có nhiều vấn đề như khi đúc những kim loại không có
chứa sắt, bởi vì nhiệt độ rót kim loại thấp .
Những khuôn kiểu bản lề rất bền và đơn giản
nhất, quá trình đóng mở khuôn là sự kẹp lại của hai nữa
khuôn với nhau cùng với các chi tiết khác, một vài máy
sản xuất thì được minh họa trong hình 1.7 là một chu kỳ có
sự sắp đặt và các khuôn được đặt ở một số vị trí cố
định .

Hình 8 : Quá trình đúc khuôn trọng lực .
Quá trình được bắt đầu khi ta rót kim loại vào ngay
trọng tâm của khuôn, làm nguội khuôn, đẩy vật đúc ra
ngoài, dập tắt ngọn lửa trên miệng rót của khuôn bằng
một chất đặc biệt phủ lên nó. Kim loại và cát đều có
thể được dùng để làm lõi. Nếu sử dụng lõi bằng kim
loại, chúng dẫn nhiệt tốt và nguội nhanh khi kim loại bắt
đầu kết tinh .
Quá trình sản xuất đúc trong khuôn vónh cửu không
nhúng cát, nhưng vẫn cho ra những chi tiết đúc có bề
mặt rất tốt. Đặc biệt đối với những sản phẩm đúc có
khối lượng và kích cở vừa và nhỏ, có thể duy trì được
mức dung sai cho phép 0.0025 – 0.01 inch tương đương với
0.064 – 0.25 mm. Chi phí đầu tư cho trang thiết bị cao và chi
phí bảo trì khuôn là một trong những khó khăn của quá
trình đúc này. Quá trình đúc này tạo ra những sản phẩm

CHƯƠNG I - PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

như các Pít tông nhôm, các dụng cụ nấu nướng, những
phần của tủ lạnh, bàn ủi điện và những bánh răng
hình tròn .v.v.v .
Việc sử dùng sắt để đúc khuôn trọng lượng
ngày càng tăng. Thông thường bên ngoài khuôn được
bao bọc bằng cát dày khoảng 1/4 inh tương đương với 6.1
mm và việc tận dụng dòng không khí. Trong quá trình này
chỉ một số lượng nhỏ cát được sử dụng so với đúc
khuôn cát, chi phí làm nguội thấp hơn, cho độ chính xác
cao hơn .
1.3.1.4 Đúc bột dẻo .
Đúc bột nhão tạo ra những sản phẩm đúc có lỗ
hỏng ở trong lòng khuôn mà không cầu sử dụng lõi. Kim
loại nóng chảy thì được rót vào trong khuôn, nó lập tức
chảy vào lòng khuôn, nhưng kim loại vẫn duy trì độ lỏng
để chảy khắp lòng khuôn , kết quả là tạo nên hình
dạng của vật đúc, độ dày của vật đúc tùy thuộc vào
ảnh hưởng độ nguội của khuôn và thời gian làm việc,
vật đúc được lấy ra bằng cách tách khuôn ra làm hai
phần . Phương pháp này được dùng cho những vật thể có
tính trang trí, đồ chơi, như những bức tượng và những vật
thể mới khác. Kim loại được dùng đễ đúc những vật thể
đó là chì thiết và những hợp kim có nhiệt độ nóng
chảy thấp. Vật đúc được trang trí những phần khác nhau
bằng cách sơn lên bề mặt, kim loại tiêu biểu thường
được sử dụng trong quá trình đúc này là đồng, thiết, bạc

hoặc là những kim loại đắt tiền khác.
1.3.1.5 Đúc li tâm .
Đúc li tâm là một quá trình đúc khuôn quay trong khi
kim loại đông đặc lại, nhờ vào tận dụng lực li tâm đẩy
kim loại nóng chảy đến các vị trí của trong khuôn. Nhiều
chi tiết trên bề mặt của vật đúc được thực hiện đồng
thời và có cấu trúc kim loại dày đặc. Hình dáng cân đối
của vật đúc sẽ cho phép ta sử dụng phương pháp đúc
này, mặc dù vật đúc có thể được sản xuất bằng các
phương pháp khác .
Đúc li tâm là một phương pháp đúc có kinh tế hơn
các phương pháp khác. Những sản phẩm đúc có lõi, có
hình trụ hoặc có những đầu nhọn, ngày càng được áp


CHƯƠNG I - PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

dụng phương pháp đúc bằng phương pháp này. Những vật
đúc có cấu trúc kim loại dày đặc và nhiều nguyên tố
hóa học sẽ được đẩy vào sau vùng trung tâm của trục
quay, đều này có thể giúp cho thiết bị chạy tốt hơn và
quay đều hơn. Áp suất phụ thuộc vào khối lượng riêng
của kim loại, ở những phần dày của sản phẩm sẽ có
khả năng điền đầy sớm hơn những nơi khác .
Mặc dù có sự hạn chế về kích cở và hình dáng của
sản phẩm trong việc đúc li tâm, có thể đúc được pít
tông có trọng lượng khoảng vài ounces. Cuộn giấy tròn
với trọng lượng hơn 42 tấn sẽ được đúc bằng phương pháp
này. Những bộ phận máy móc như nhôm, các ống hợp
kim lớn cũng được đúc bằng phương pháp này.

Đúc li tâm có thể được phân loại ra theo các phương
pháp đúc như sau :
a) Đúc li tâm thực .
b) Đúc bán li tâm .
c) Đúc li tâm .
a) Đúc li tâm thực :
Đúc li tâm thực được dùng để đúc những ống
tròn, những chi tiết có đường trục thẳng và những vật
đúc có tính đối xứng, những chi tiết như vậy được đúc
bằng cách quay khuôn theo phương ngang hoặc theo phương
đứng. Kim loại được đổ vào thành khuôn bằng lực li tâm,
đối với những vật có hình dáng bên ngoài là hình trụ thì
không cần lõi. Có hai loại khuôn, loại khuôn có trục quay
nằm ngang được sử dụng cho việc sản xuất ra các ống
tròn bằng sắt hoặc các hớp kim khác, khuôn kim loại
dày có những mãnh bao bên ngoài cho phép kim loại
nóng chảy trở nên đông đặc nhanh hơn tốc độ đông
đặc từ thành khuôn cho đến bên ngoài của ống thép.
Những loại khuôn như thế được tính toán độ đông đặc
khác nhau nhằm bảo đảm cho các vật đúc trở nên
cứng hơn do sự tiếp xúc vào bức vách bên ngoài khuôn.
Hình 1.8 minh hoạ một thiết bị đúc khuôn như vậy .
Khuôn được xoay tròn trong suốt cả thời gian kim loại
nóng chảy được đổ vào, quá trình xoay đều này sẽ
không ngừng mãi cho đến khi sự đông đặc kim loại trong


CHƯƠNG I - PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

khuôn kết thúc. Bề dày của ống tròn được điều chỉnh

bởi khối lượng kim loại lỏng được rót vào trong khuôn .

Hình 9 : Máy đúc lí tâm cho ống thép hoặc I
nóc .
Một loại khuôn đúc li tâm khác có trục quay nằm
ngang có sử dụng một lớp cát dày trên bề mặt giữa
khuôn và vật đúc. Một lớp cát như thế sẽ được thổi
vào trong lòng khuôn trước khi kim loại được rót vào, với
tính chất tự nhiên của cát sẽ ngăn cản sự đông đặc
trực tiếp giữa bề mặt lòng khuôn và vật đúc, kim loại
đông đặc từ thành khuôn vào bên trong cùng một lúc .
Một ví dụ khác cho phương pháp đúc li tâm thật được
thể hiện trong hình 1.9, trong hình vẽ minh hoạ hai phương
pháp thông qua khuôn tròn hình trụ. Phương pháp đúc
nằm ngang thì tương tự như quá trình đúc li tâm phụ thuộc
theo chiều dài của vật đúc. Một loại khuôn có hình dáng
một parapol, trục quay thẳng đứng được minh hoạ trong hình
1.9A, khuôn còn lại có trục quay nằm ngang như hình 1.9B
.Lớp vỏ bên ngoài có độ dày phụ thuộc vào vận tốc
quay của phần quay, vận tốc quay của khuôn đứng cao
hơn khuôn nằm ngang .


CHƯƠNG I - PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

Hình 10 : Phương pháp đúc li tâm trục động cơ xuyên
tâm xy lanh. A). Trục thẳng đứng . B)Trục nằm ngang .
Nếu lực li tâm quá thấp, kim loại sẽ tạo thành
lớp, hoặc sẽ bị giọt . Nếu lực quá lớn dẫn đến bề mặt
vật đúc sẽ phát sinh ra những lớp có đường kính bất

thường.
Hầu hết các khuôn đúc li tâm nằm ngang được xoay
tròn một lực khoảng 65 g”s hoặc 65 x (lực trọng lượng ) là
lực phát sinh thêm. Những vật được đúc bằng khuôn có
trục thẳng đứng thì nhỏ hơn về kích cở và trọng lượng so
với đúc nằm ngang, bởi vì kết cấu quay của hình trụ
thẳng đứng phức tạp hơn, lực tác động cần thiết cao hơn
để vượt qua hình dạng parapol và áp suất sẽ gia tăng
trên khuôn đúc. Quá trình xoay tròn mỗi phút rất cần
thiết để sản xuất một số g”s , độc lập với trọng lượng
và độ co rút của kim loại đối với khuôn . Lực li tâm CF
được tính bằng công thức như sau :
CF =

mv2
r

Trong đó :
CF = Lực li tâm (lb) .
m = Khối lượng =
=

W
g

W
32.2

v = Vận tốc dài ft/s = r x w

CHƯƠNG I - PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

r = Bán kính.fr = 1/2 D
w = Vận tốc góc ( rad/s )
= 2¶ / 60 x rpm
D = Đường kính trong .ft
Số của g’s là :
g’s = CF / W
Từ đây :
g’s =

1
w  rx 2π 


W 32.2 XR  60 

2

= r x 3.14 x 10-4 rpm2
= 1.7 x 10-4 x D x (rpm )2
Vận tốc của trục quay khuôn có phương trình nhö sau :
N =

g ' sx

70.500
D

N = rpm .
D = Đường kính bên trong của khuôn . ft .
b) Đúc bán li tâm .
Trong khuôn đúc bán li tâm kim loại được điền đầy vào
lòng khuôn một cách đầy đủ và quay quanh một trục,
những lỗ thoát khí nhỏ và những cái lõi thì được tận
dụng tối đa. Tâm của vật đúc thường là một khối do ở
đây luôn tập trung áp suất thấp và có cấu trúc kim
loại không dày đặc , thông thường ở đây bị kẹt lại
những bọt khí . Phương pháp này không thường được sử
dụng để đúc những vật đúc mà tâm của nó sẽ được
lấy ra bằng máy. Nên xếp chồng các khuôn lên nhau như
trong hình 1.10 thì có thể đúc được 5 khuôn cùng một lúc
bằng phương pháp li tâm .
Số lượng khuôn đúc làm ra phụ thuộc vào kích cỡ
của vật đúc và sự cân đối của vật đúc ,cách lắp
ghép khuôn … . Vận tốc của phần quay cho phương pháp
đúc bán li tâm này không lớn như là quá trình sản xuất
đúc li tâm thực . Quá trình sản xuất này là một cấu
trúc dày đặc ở vòng tròn bên ngoài .