phân tích tính công nghệ đúc của chi tiết chọn phương pháp đúc

I – PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ ĐÚC CỦA CHI TIẾT CHỌN PHƯƠNG PHÁP
ĐÚC
1.1 Phân tích tính công nghệ đúc của chi tiết.
Chi tiết có kết cấu đơn giản phù hợp với công nghệ đúc không cần phải sử dụng
các phương pháp đúc đặc biệt.Theo bản vẽ ta có thể đúc lion 4 lỗ ở 4 góc vật đúc sau
đó gia công sau đúc.Các bề mặt gia công để lại lượng dư sau đúc.
1.2 Chọn phương pháp đúc.
a) Tính khối lượng vật đúc:
Theo công thức đúc ta có:
M
VD
= Vγ
Trong đó: γ: khối lượng riêng của gang xám γ = 7 (kg/dm
3
)
V: Thể tích vật đúc (dm
3
)
Ta chia vật đúc ra 3 phần V = V
1
+ V
2
+ V
3
V
1
= 160.170.20 = 544000 (mm
3
)
V
2

=40723 (mm
3
)
V
3
= 105073 (mm
3
)
→ V = V
1
+ V
2
+ V
3
= 689796 (mm
3
)
→ V = 0,69(dm
3
)
Khối lượng vật đúc là
M
VD
= Vγ = 4,83 (kg)
Hệ thống rót chiếm 20% khối lượng vật đúc
M
HTR
=
83,4.
100

20
=0,966 (kg)
→ Tổng khối lượng kim loại cần rót khuôn là : G (kg)
→ G = 5,8(kg)
b) Chọn phương pháp đúc:
Với vật đúc có khối lượng nhá là 4,83 (kg) ,vật đúc có kết cấu đơn giản nên ta
chọn phương pháp đúc đơn giản trong khuôn cát , khuôn tươi làm khuôn bằng tay,đúc 2
chi tiêt tren 1 hòm khuôn. Với điều kiện sản xuất đơn chiếc mẫu là gỗ nên cấp chính
xác của vật đúc đạt được là cấp III.
II – THIẾT KẾ VẬT ĐÚC
2.1 Chọn mặt phân khuôn – phân mẫu
Với vật đúc đã cho ta có 2 phương án chọn mặt phân khuôn-phân mẫu
- Phương án 1:toàn bộ vật đúc nằm ở khuôn dưói.phương án này có ưu điểm:tính
toán,thiết kế tốt hơn nhưng có nhược điểm là không rút được lõi
- Phương án 2:vật đúc được phân bố đều trên 2 nửa hòm khuôn,với phương án này ta
lấp 4 lỗ gia công sau đúc.ưu điểm của phương án này là rút được lõi 1 cách rễ ràng
⇒
Phương án 2 tối ưu hơn nên ta chọn mặt phân khuôn và phân mẫu theo phương án 2.
 - - 
T
D
D
T
1
2
2.2 Xác định lượng dư gia công cơ khí và dung sai đúc :
Lượng dư gia công cơ khí là lượng kim loại đươc cắt gọt đi trong quá trình gia
công cơ khí để chi tiết đạt độ chính xác và độ bền bề mặt sau khi đúc
Trong chi tiết này các mặt cần gia công cơ khí là mặt đế170x160(mm) và lỗ
φ

35
cần gia công cơ khí.Ta bảng B7,B8(HDTKCNĐ).Ta có
- Lượng dư mặt trên 5(mm)
- Lượng dư mặt dưới ,bên 4 (mm)
- Lượng dư lỗ lắp ghép 6(mm)
2.2 Xác định độ nghiệng thành bên:
Tra bảng B10 (HDTKCNĐ) .Ta được giá trị góc xiên thành bên
- Chiều dày thành bên =10(mm)chiều cao thoát khuôn 25 mm, mẫu gỗ
→
α
=1
0
30’
xiên cộng trừ
- Chiều dày thành bên 20 mm,chiều cao thoát khuôn 60 mm,mẫu gỗ
→
α
=1
0
xiên âm
- Chiều dày thành bên 20mm,chiều cao thoát khuôn 85 mm(mặt gia công sau đúc)
→
α
=1
0
xiên dương
 - - 
D
T
1

0
0
1
1
0
1°
0°
1 30'
0
0
1 30'
2.4 Xác định góc lượn
xem bảng B2 (HDTKD) ta có : R= 5
2.5 Xác định lượng bù co
Vì khối lượng nhá 4,83 kg nên không cần xác định lượng bù co
2.6 Thiết kế lõi và đầu gác lõi:
Tra bảng B18 (HDTKCND).Ta có
S
1
= 0,15(mm)
S
2
=0,15(mm)
S
3
= 0
Tra bảng B17(HDTKCND)
Góc nghiêng gác lõi dưới
α
=10

0
Góc nghiêng gác lõi trên
β
=15
0
 - - 
Tra bảng B15(HDTKCND) .Ta được h = 20 mm
h
1
= 15 mm

1
0
°
0
°
1
6
°
0
°
50
15
20
40
Ø40
Ø35
S
2
S

2
S
1
III - THIẾT KẾ HỆ THỐNG RÓT- ĐẬU HƠI , ĐẬU NGÓT
3.1 Chọn hệ thống rót đậu hơi , đậu ngót (hình vẽ):
Vì vật đúc có khối lượng nhỏ,chiều sâu hốc khuôn nhỏ nên ta đúc 2 chi tiết trên 1
hòm khuôn và chọn kiêu hệ thống rót kim loại vào bên hông.Kiểu này có ưu điểm là:dễ
chế tạo,có khả năng lọc xỉ tốt,khả năng điền đầy khuôn tốt,cho phép nhận được vật đúc
có chất lượng.
 - - 
3.2 Chọn loại và kích thước hòm khuôn (hình vẽ):
 - - 
30
40
30
30
30
40

Hòm khuôn phải đảm bảo độ bền,độ cứng vững,không thay đổi kích thước,nhẹ
gọn.Vật đúc GX 15-32 có khối lượng nhỏ nên ta chọn hòm khuôn ngang.
KÝch thước hòm khuôn tra bảng B28 (HDTKD).Ta có
a) Khoảng cách giữa mặt trên vật đúc và mặt trên hòm khuôn: a = 40(mm)
b) Khoảng cách giữa mặt dưới vật đúc và mặt dưới hòm khuôn: b = 40(mm)
c) Khoảng cách mặt bên vật đúc và thành hòm : c = 30(mm)
d) Khoảng cách ống rót và thành hòm: d = 30(mm)
đ) khoảng cách giữa các vật đúc: đ = 30(mm)
e) Khoảng cách giữa vật đúc và rãnh lọc xỉ: e = 30(mm)
Vậy kích thước hòm khuôn là:
Chiều cao nưả khuôn trên là : H

T
= a +
2
VD
h
= 40 + 85 = 125 (mm)
Chiều cao nưả khuôn dưới là : H
D
= b +
2
VD
h
= 40 + 85 = 125(mm)
Chiều dài hòm khuôn là :L = 2c + 2L
vđ
+ e + d =2.30 + 2.80 + 30 + 30 = 300(mm)
Chiều rộng hòm khuôn là : B = B
vđ
+ 2c = 160 + 2.30 = 220 (mm)
Chiều cao hòm khuôn là : H =H
T
+ H
D
=125 + 125 = 250 (mm)
⇒
Tra hòm khuôn tiêu chuẩn ta có:
Chiều dài khuôn L = 400 (mm)
Chiều rộng khuôn B = 400 (mm)
Chiều cao hòm khuôn trên H
T

= 125 (mm)
Chiều cao hòm khuôn dưới H
D
= 125 (mm)
 - - 
3.3.Tính toán kích thước hệ thống rót (Tính theo giải tích):
- Xác định thời gian rót kim loại

3
SGKT
=
Trong đó
S : Chiều dày chính của thành vật đúc.S = 20(mm)
G : Khối lượng vật đúc + hệ thống ngót, hơi.G = 5,796 kg
K : Hệ số K = 1,4
⇒
3
796,5.204,1
=
t
= 6,83(s)
- Tốc độ dâng của kim loại lỏng trong khuôn được tính theo công thức

t
C
V =
Trong đó
C: Chiều cao vật đúc ở tư thế rót (cm). C = 8,5 (cm)
V =
83,6

5,8
= 1,25 (cm/s)
- Tiết diện chỗ hẹp nhất của hệ thống rót:
tb
ht
G
F
µ
.31,0
2.
min
=
Trong đó:
G : khối lượng vật đúc + hệ thống rót (kg) = 5,796 kg
µ : Hệ số trở lực chung của khuôn. µ = 0,5
h
tb
:Cột áp thuỷ tĩnh trung bình của kim loại

c
p
Hh
tb
2
2
0
−=
Trong đó:
H
0

:Áp suất thuỷ tĩnh ban đầu lớn nhất = 12,5 (cm)
p : Chiều cao vật đúc trên rãnh dẫn = 17(cm)
c : Chiều cao vật đúc ở vị trí rót. = 8,5 (cm)
⇒
375,10
17.2
5,8
5,12
2
=−=
tb
h
(cm)
⇒
34,3
375,10.5,0.83,6.31,0
2.796,5
min
==
F
(cm
2
)
Chọn số rãnh dẫn là n = 4, và F
rd
= 0,9 (cm
2
)
⇒ ∑F
rd

= 4.0,9 = 3,6 (cm
2
)
Theo tỉ lệ
∑F
rd
: ∑F
lx
: ∑F
ôr
= 1: 1,2 : 1,4
 - - 
⇒ ∑F
lx
= 3,6.1,2 = 4,32 (cm
2
)
⇒ ∑F
ôr
= 3,6.1,4 = 5,04 (cm
2
)
- Chọn tiết diện rãnh dẫn là hình thang thấp, tra bảng B21(HDTKD)
Với F
rd
= 0,9 (cm
2
)
⇒ a = 31 (mm), b = 29 (mm), h = 3 (mm)

3
31
R
2
29
- Chọn tiết diện rãnh lọc xỉ là hình thang cao,với 2 rãnh lọc xỉ.
F
lx
=
04,2
2
08,4
2
==
∑
lx
F
(cm
2
). Tra bảng B21 (HDTKD) ta có
a = 15 (mm), b = 12 (mm), h = 15 (mm)
12
15
15
R
3
- Tính đường kính ống rót.
14,3
76,4.4.4
==

π
Fr
d
or
= 2,46 (cm)
Chọn phễu rót hình nón cụt,kích thước phễu rót Tra bảng B21 (HDTKD)
⇒ H = 80 (mm), D = 80 (mm), D
1
= 60 (mm),
 - - 
60
80
R
5
80
IV - BẢN VẼ MINH HỌA KHUÔN ĐÚC


 - - 
V - THIẾT KẾ MẪU – HỘP LÕI
5.1. Chọn vật liệu làm mẫu , hộp lõi
Với sản lượng 100c/năm,vật đúc có kết cấu đơn giản Tra bảng B26 (HDTKD)
ta chon mẫu là mầu gỗ loại thường ,mẫu và họp lõi ghép đơn giản,dễ chế tạo,tiết kiệm
gỗ.Chon hộp để chế tạo lõi giữa là hộp bổ đôi 2 nửa theo chiều cao của lõi.
5.2. Xác định hình dạng , kích thước mẫu - hộp lõi
Hình dạng , kích thước mẫu - hộp lõi được ghi trên bản vẽ mẫu và hộp lõi.
 - - 
T
D
R

5
R5
160
-
0,08
+
R30
+
0,08
-
0,05-
+
170
50
0
1
1 30'
0
1
0
0
1
 - - 
30
70
20
20
80
70
10

120
Ø40
16°
0
°
10°
0
°
35
Ø
VI – CHỌ VẬT LIỆU VÀ HỖN HỢP LÀM KHUÔN, LÕI.
6.1. Chọn vật liệu và hỗn hợp làm khuôn và lõi.
Tra bảng B29 (HDTKCND) ta dung hỗn hợp làm khuôn là loại cát ao,khuôn tươi
( đúc các vật đúc gang có khối lượng nhỏ hơn 200 (kg)). Với thành phần chất liệu
nh sau:
Cát cũ: 45 ÷ 47%
Cát đất sét mới: 21 ÷ 51 %
Bét than: 3 ÷ 5%
 - - 
Mùn cưa: 3 ÷ 5%
Có thể dùng 1 ÷ 2% nước bã giấy làm chất kết dính.
Tính chất hỗn hợp:
Cỡ hạt: 0,16 ÷ 0,2 (mm)
Lượng đất sét: 8 ÷ 10%
Độ bền nén tươi đạt: 4 ÷ 5%
Độ bền nén khô đạt: 4 ÷ 5%
Độ thông khí đạt: 40 ÷70
6.2. Chọn vật liệu và hỗn hợp làm lõi:
Tra bảng B30 (HDTKCND) .đối với trường hợp lõi có kết cấu đơn giản và kích
thước đủ lớn, hỗn hợp làm lõi là hỗn hợp loại IV. Có thành phần hỗn hợp gồm :

Cát thạch anh: 93 ÷ 59%
Đất sét: 7 ÷ 1%
Cát cũ: 0 ÷ 40%
Mùn cưa: 0 ÷ 2%
Chất kết dính là nước bã giấy: 2 ÷3%
Tính chất hỗn hợp:
Lượng đất sét: 5 ÷ 7%
Độ thông khí tươi: 70
Độ Èm: 4 ÷ 5%
Độ bền nén tươi: 1,5 ÷ 2,5 (N/cm
2
)
Độ bền kéo khô: 20 ÷ 30 (N/ cm
2
)
VII - TÍNH LỰC ĐÈ KHUÔN
7.1 Tính lực đẩy lên khuôn trên :
Theo công thức
P
đ
= V.γ
KL

Trong đó:
γ : Khối lượng riêng của kim loại lỏng . γ
KL
= 7 (kg/dm
3
)
V : Thể tích của vật áp lực V = 1,578 ( dm

3
)
⇒ P
đ
= V.γ
KL
= 1,578. 7 = 11,046 (kg)
⇒ P
đ
= 11,046 (kg)
7.2.Tính lực đẩy lên lõi
P
L
= V
L
. (γ
KL
- γ
cát
)
trong đó
V
L
: Thể tích lõi chiếm chỗ trong kim loại V
L
= 0,1256(dm
3
)
γ : Khối lượng riêng của kim loại lỏng . γ
KL

= 7 (kg/dm
3
)
Khối lượng riêng của cát . γ
cát
= 1,5 (kg/dm
3
)
 - - 
P
L
= 0,1256. (7 - 1,5) = 0,69 (kg)
7.4. Lực đè khuôn
G =(P – G
ht
).n
n = 1,3 ÷ 1,4
P = P
đẩy hòm trên
+ P
đẩy lõi
= P
đ
+ P
L
= 11,046 + 0,69 = 11,736 (kg)
G
ht
= G
hòm trên

+ G
cát trên
=
G
cát trên
= V
cat trên
. γ
cát
.
Trong đó
V
cát trên
: Thể tích cát ở hòm khuôn trên = 19,6(dm
3
)
γ
cát
: Khối lượng riêng của cát γ
cát
= 1,5 (kg/dm
3
)
⇒ G
cát trên
= 19,6.1,5 = 29,4(kg)
G
hòm trên
= 15%.G
cát trên

=
100
15
.29,4 = 4,41 (kg)
Lực đè khuôn : G = (11,046 - 33,81).1,3 = - 29,6 (kg)
Vậy không cần lực đè khuôn
VIII - TÍNH PHỐI LIỆU
8.1. Thành phần vật liệu vật đúc và vật liệu kim loại:
Với mác gang cần đúc là GX 15- 32, theo bảng B.34 ta có thành phần hóa học của
gang như sau:3,5
÷
3,7%C, 2,0
÷
2,4%Si ,0,5÷0,8%Mn, <0,3%P, <0,15%S. Lấy giá trị
trung bình của các thành phần này để tính toán 2,2%Si và 0,7%Mn với tỉ lệ cháy hao đã
cho là Mn=20%; Si=15%. Với tỉ lệ cháy hao này cần nấu loại gang từ phôi liệu có đủ
các thành phần.
8.2. Tính toán phối liệu;
a)tính cho 100 (kg):
Ta có
Si
vlkl
– Si
vlkl
.Si
ch
= Si
vd
Do đó
Si

vlkl
=
ch
vd
Si
Si
−1
Tương tự ta có Mn
vlkl
=
ch
vd
Mn
Mn
−1
Thay số vào công thức trên ta có: Si
vlkl
=
1,01
2,2
−
= 2,44

Mn
vlkl
=
15.01
7,0
−
= 0,82

Theo bảng B34, B35 (HDTKCND) ta có thành phần hoá học của kim loại là:
(Lấy trị số trung bình để tính toán).
 - - 
GD 1: 3,4%Si; 1,1%Mn
GM 2 : 2%Si; 0,5%Mn
Sắt thép vụn 0,25%Si, 0,75%Mn
Kí hiệu A,B,C lần lượt là 3 điểm tương ứng với thành phần (Mn,Si) ccủa GĐ 1
GM 2 Sắt thép vụn ta có A(1,1;3,4), B(0,5;2), C( 0,75;0,25).
Nối các điểm A, B, C ta được tam giác ABC trên hệ toạ độ thành phần (Si,Mn)
Gọi M là điểm biểu diễn phối liệu cần tính M(0,82;2,4). Ta thấy điểm M thuộc vùng 5

3
1
Si
Mn
3,4
2,4
2
1,1
1
0,82
0,75
0,5
0,25
C
B
A
M
Lập phương trình bậc nhất đối với X Y Z

Trong đó
X = GD 1.
Y = GM 2.
Z = Thép vôn
Ta có





=
=
=
⇔





=++
=++
=++
8,14
38
47
82,0.10075,05,01,1
4,2.10025,024,3
100
Z
Y

X
ZYX
ZYX
ZYX

b) Tính cho một mẻ liệu:
Với đường kính lò là φ700 (mm) tra bảng B31(HDTKCND) ta xác định được
Năng suất lò là 2900 (kg/h)
 - - 
Lượng than cốc cho một mẻ liệu là; 50 kg.
Lượng đá vôi là: 14 kg.
Tỷ lệ giữa than cốc và kim loại là: 16 – 17 %
Vậy lượng kim loại cần tính cho một mẻ liệu là:
M
Kl
= 50.
312.5
=
16
100
(kg)
Vậy










==
==
==
(kg)25,6467,38
100
312.5
(kg)75,18138
100
312.5
(kg)8,46147.
100
312.5
Z
Y
X
THUYẾT MINH CHỈ DẪN KHÁC
9.1. Thuyết minh quy trình làm khuôn.
Qúa trình làm khuôn được thực hiện theo quy trình sau
Nguyên công Hình vẽ Thuyết minh


1
-đặt nửa mẫu dưới và hòm khuôn dưới
lên tấm đỡ
-phủ lớp cát áo bao kín bề mặt mẫu
sau đó phủ lớp cát đệm lên trên lớp cát
áo và dầm chặt theo từng lớp
-gạt phẳng xiên lỗ thoat hơi
 - - 

2
-lật nửa hòm khuôn duới lên,lắp các
phần trên của mẫu vào phần dưới
-đặt hòm khuôn trên lên hòm khuôn
dưới và định vị 2 hòm
-Lắp hệ thống rót,hơI,rắc cát vàng
phân cách 2 nửa hòm khuôn
-Phủ cát áo,cát đệm,dầm chặt,gạt
phẳng,xiên lỗ thoát hơI,rút mẫu ống
rót phễu rót ra

3
-Lật hòm khuôn trên lấy mẫu và các
bộ phận mẫu của hệ thống rót ra khỏi
khuôn,sửa lại lòng khuôn và mặt phân
khuôn
-Lấy mẫu ra khỏi hòm khuôn dưới,sửa
lại lòng khuôn và mặt phân khuôn
9.2.Thuyết mịnh quy trình làm lõi :
Qúa trình làm lõi được thực hiện theo quy trình sau
Nguyên công Hình vẽ Thuyết minh
1 -Lắp miếng rời vào hộp lõi,đổ hỗn hợp
làm lõi vào hốc lõi dầm chặt,gạt phẳng
làm đường thoát hơI cho lõi
 - - 
2 Quét nước đất sét lên 2 nửa lõi,dán 2 nửa
hộp lõi lại với nhau.để lõi khô
3

Tháo nửa nắp hộp lõi trên ra tháo các
miếng rời No1,No1.Lật úp lõi xuống
khay đỡ lõi
Gõ nhẹ rồi tháo nốt nửa hộp lõi dưới
ra,tháo các miếng rời No1,No1
Đưa lõi đI vào khay đỡ lõi,sấy khô
9.3.Các chỉ dẫn khác
 - - 