THIẾT KẾ KHUÔN ĐÚC ÁP LỰC

GVHD: Thầy Lê Quốc Phong SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An
Chương IV
THIẾT KẾ KHUÔN ĐÚC ÁP LỰC
Nội dung của luận văn trong phần này không đi sâu tập trung vào việc sử dụng
Pro_E như thế nào mà sẽ tập trung vào việc ứng dụng của nó để tách khuôn và gia công
CNC để tạo thành hai lõi khuôn.
I. THIẾT KẾ KHUÔN
1. Vai trò của lõi khuôn và yêu cầu đối với lõi khuôn
- Lõi khuôn chứa hốc khuôn, là bộ phận chính tạo hình cho sản phẩm.
- Tiếp xúc trực tiếp với kim loại lỏng có nhiệt độ cao.
- Chịu tác động ép trực tiếp từ cơ cấu ép.
- Có độ chính xác cao và đòi hỏi về độ bóng bề mặt.
- Ít có sự thay đổi kích thước khi nhiệt độ thay đổi.
Do đó, lõi khuôn đúc phải được chế tạo bằng một loại vật liệu đặc biệt, đáp ứng các
yêu cầu trên. Vì hợp kim đúc là hợp kim nhôm, nên luận văn chọn cho vật liệu làm lõi
khuôn: 50CrNiTi, 40Cr5MoV1Si (SKD 61). Tuy nhiên, ta sử dụng thép hợp kim
40Cr5MoV1Si, tương đương với mác thép SKD 61 để làm khuôn. Đây là một loại thép
hợp kim thông dụng và có các tính chất đáp ứng tốt các yêu cầu đặt ra.
Ký hiệu
DIN 1.2344; JIS
SKD61; 40CrMoV5
Tính chất
vật lý
Hệ mét Hệ Anh, Mỹ Ghi chú
Khối lượng
riêng
7.81 g/cc 0.282 lb/in³
7.61 g/cc 0.275 lb/in³
@Temperature 593
°C
@Temperature 1100

°F
7.64 g/cc 0.276 lb/in³
@Temperature 499
°C
@Temperature 930
°F
Cơ tính Hệ mét Hệ Anh, Mỹ Ghi chú
1
GVHD: Thầy Lê Quốc Phong SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An
Độ cứng,
Rockwell C
53 53
1870°F, 30
min Soak
54 54
1920°F, 15
min Soak
Độ bền đúc
359 MPa 52000 psi
treated to 175
ksi)
@Temperature 649
°C
@Temperature 1200
°F
586 MPa 85000 psi
treated to 230
ksi)
@Temperature 649
°C

@Temperature 1200
°F
1100 MPa 160000 psi
treated to 175
ksi)
@Temperature 316
°C
@Temperature 600
°F
1380 MPa 200000 psi
treated to 230
ksi)
@Temperature 316
°C
@Temperature 600
°F
Giới hạn
chảy
331 MPa 48000 psi
0.2% proof
stress; (Heat treated
to 175 ksi)
@Temperature 649
°C
@Temperature 1200
°F
414 MPa 60000 psi
0.2% proof
stress; (Heat treated
to 230 ksi)

@Temperature 649
°C
@Temperature 1200
°F
896 MPa 130000 psi
0.2%; (Heat
treated to 175 ksi)
@Temperature 316
°C
@Temperature 600
°F
1170 MPa 170000 psi
0.2% proof
stress; (Heat treated
to 230 ksi)
@Temperature 316
°C
@Temperature 600
°F
Độ giảm khả 50.00% 50.00% Heat treated to
2
GVHD: Thầy Lê Quốc Phong SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An
năng dẫn điện
theo thiệt độ
175 ksi
@Temperature 316
°C
@Temperature 600
°F
50.00% 50.00%

Heat treated to
230 ksi
@Temperature 316
°C
@Temperature 600
°F
55.00% 55.00%
Heat treated to
230 ksi
@Temperature 649
°C
@Temperature 1200
°F
90.00% 90.00%
Heat treated to
175 ksi
@Temperature 649
°C
@Temperature 1200
°F
Môđun đàn
hồi
215 GPa 31200 ksi
165 GPa 23900 ksi
@Temperature 593
°C
@Temperature 1100
°F
176 GPa 25500 ksi
@Temperature 499

°C
@Temperature 930
°F
Tính chất
điện
Hệ mét Hệ Anh, Mỹ Ghi chú
Điện trở suất
0.0000520 ohm-cm 0.0000520 ohm-cm
0.0000860 ohm-cm 0.0000860 ohm-cm
@Temperature 499
°C
@Temperature 930
°F
0.0000960 ohm-cm 0.0000960 ohm-cm
@Temperature 593
°C
@Temperature 1100
°F
Tính chất
nhiệt
Hệ mét Hệ Anh, Mỹ Ghi chú
Tốc độ tải
nhiệt
11.5 µm/m-°C 6.40 µin/in-°F
@Temperature 93.3
°C
@Temperature 200
°F
12.4 µm/m-°C 6.90 µin/in-°F
@Temperature 399 @Temperature 750

3
GVHD: Thầy Lê Quốc Phong SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An
°C °F
13.1 µm/m-°C 7.30 µin/in-°F
@Temperature 704
°C
@Temperature 1300
°F
Khả năng giữ
nhiệt
0.460 J/g-°C 0.110 BTU/lb-°F
0.548 J/g-°C 0.131 BTU/lb-°F
@Temperature 499
°C
@Temperature 930
°F
0.590 J/g-°C 0.141 BTU/lb-°F
@Temperature 593
°C
@Temperature 1100
°F
Độ dẫn nhiệt
25.0 W/m-K 174 BTU-in/hr-ft²-°F hardened
26.8 W/m-K 186 BTU-in/hr-ft²-°F annealed
27.7 W/m-K 192 BTU-in/hr-ft²-°F hardened
@Temperature 399
°C
@Temperature 750
°F
30.4 W/m-K 211 BTU-in/hr-ft²-°F hardened

@Temperature 704
°C
@Temperature 1300
°F
31.0 W/m-K 215 BTU-in/hr-ft²-°F
annealed
@Temperature 399
°C
@Temperature 750
°F
33.4 W/m-K 232 BTU-in/hr-ft²-°F
annealed
@Temperature 704
°C
@Temperature 1300
°F
Thành phần
hóa học
Hệ mét Hệ Anh, Mỹ Ghi chú
Carbon, C 0.39% 0.39%
Chromium,
Cr
5.20% 5.20%
Manganese,
Mn
0.40% 0.40%
Molybdenum
, Mo
1.40% 1.40%
Silicon, Si 1.10% 1.10%

Sulfur, S <= 0.0030 % <= 0.0030 %
Vanadium, V 0.95% 0.95%
4
GVHD: Thầy Lê Quốc Phong SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An
2. Chọn mặt phân khuôn và cách bố trí vật đúc
- Lõi khuôn thông thường gồm hai mảnh: lõi khuôn cố định và lõi khuôn di động. Mặt
phân khuôn là mặt tiếp giáp giữa hai nửa lõi khuôn.
- Việc chọn mặt phân khuôn rất quan trọng vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng lấy sản
phẩm sau khi đúc và độ chính xác của sản phẩm.
- Trong công nghệ đúc áp lực, cần chú ý thêm một đặc điểm nữa là mặt phân khuôn phải
được chọn sao cho khi tách khuôn, sản phẩm phải nằm trên lõi khuôn di động, vì hệ
thống đẩy sản phẩm nằm ở phía lõi khuôn này.
- Căn cứ vào những yêu cầu trên, kết hợp với chi tiết hộp số 8: vật đúc có khối lượng lớn
(3,5 kilogram) kích thước và hình dáng khá phức tạp nên ta chỉ bố trí một vật đúc trong
khuôn và chọn mặt phân khuôn như hình.
- Ta thấy rằng khi thiết kế mặt phân khuôn như hình vẽ sẽ giúp cho chi tiết dễ thoát ra khỏi
khuôn cối và dính vào khuôn chày và được đẩy ra ngoài nhờ hệ thống chốt đẩy (hệ thống
chốt đẩy sẽ được trình bày trong phần sau)
Hình 4.1: Hình vẽ 2D mặt phân khuôn
5
GVHD: Thầy Lê Quốc Phong SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An
Hình 4.2: Hình 3D mô tả mặt phân khuôn là bề mặt trên chi tiết
Tuy nhiên có một điểm cần chú ý đối với chi tiết nắp trái hộp số 8 là có một vấu lồi
nên khi tách khuôn ta không thể dùng đến phương pháp khác để tách khuôn mà không
dùng môdun dựng sẵn trong Pro_E.
6
GVHD: Thầy Lê Quốc Phong SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An
3. Kích thước lõi khuôn
- Căn cứ vào kích thước chi tiết đúc và cách bố trí hệ thống rót, ta tính toán kích thước lõi
khuôn sao cho tiết kiệm vật liệu nhất mà vẫn đáp ứng được yêu cầu (chịu nhiệt, chịu áp

lực, đủ không gian bố trí hệ thống làm mát…)
- Lõi khuôn cố định và di động có chiều dài và chiều rộng có kích thước tùy thuộc
vào kết cấu thiết kế của từng khuôn nhưng nhìn chung hầu hết các khuôn có kích thước
lõi khuôn chày và khuôn cối là như nhau; còn chiều cao có thể giống hoặc khác nhau,
tùy vào hình dạng vật đúc và cách chọn mặt phân khuôn.
- Khoảng cách từ chi tiết đến các mặt bên lõi khuôn có giá trị theo kinh nghiệm là chủ yếu
thông thường lõi khuôn có kích thước như hình sau:
Hình 4.3: Khoảng cách từ chi tiết đến các mặt bên của lõi khuôn
- Dựa vào kích thước hộp số 8 luận văn chọn kích thước của 2 lõi khuôn như bằng nhau và
có kích thước như sau:
7
GVHD: Thầy Lê Quốc Phong SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An
353
616
76
115
50
58
R20
Hình 4.4: Kích thước tổng của lõi khuôn
353
616
76
115
50
58
40
R20
Hình 4.5: Kích thước lõi khuôn chày
8

GVHD: Thầy Lê Quốc Phong SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An
180
616
353
R20
14,5
Hình 4.6: Kích thước lõi khuôn cối
4. Thiết kế vỏ khuôn:
a. Vai trò của vỏ khuôn và yêu cầu đối với vỏ khuôn
- Vỏ khuôn là bộ phận được thiết kế tiếp theo trong chu trình thiết kế khuôn.
- Sở dĩ khuôn có hai bộ phận: lõi khuôn và vỏ khuôn, vì các mục đích sau:
o Vỏ khuôn giúp lõi khuôn tăng cường độ bền cho toàn bộ khuôn dưới áp lực ép của máy
đúc, giúp khuôn không bị biến dạng khi làm việc.
o Vỏ khuôn được làm bằng vật liệu rẻ hơn lõi khuôn, giúp tiết kiệm chi phí cho vật liệu làm
khuôn, nhưng vẫn đảm bảo độ bền.
- Để tiết kiệm chi phí vật liệu làm khuôn, ta chọn thép C45 để làm vỏ khuôn.
- Kích thước vỏ khuôn được tính toán để đảm bảo độ bền cho bộ khuôn.
- Vỏ khuôn được khoét một phần trống để lắp ráp lõi khuôn.
b. Kích thước vỏ khuôn:
Vỏ khuôn không chỉ giúp lõi khuôn tăng cường sức chịu lực ép của máy đúc, mà
còn là nơi để bố trí các thành phần khác như: kênh dẫn nước làm nguội, lỗ khoan chứa
trục hồi, trục đẩy.
Luận văn chọn kích thước võ khuôn như sau:
9
GVHD: Thầy Lê Quốc Phong SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An
4x Ø50 su?t
Ø119
Ø110
730
550

353
616
180
255.5
30
+1
184.5
Hình 4.7: Kích thước vỏ khuôn cối
730
550
Ø33
Ø26
Ø70
Ø50
Ø28
Ø17
A
D
B
C
ABCD
150
40
5
30
+0.5
616
353
20
E

F
EF
124
Hình 4.8: Vỏ khuôn chày
10
GVHD: Thầy Lê Quốc Phong SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An
c. Kiểm tra độ bền khuôn:
- Vỏ khuôn là bộ phận chịu lực chính của toàn bộ khuôn. Ta đã có kích thước hai vỏ khuôn
là 730 x 550 x với L = 730 (mm), b = 50 (mm). Vỏ khuôn được chế tạo bằng thép C45 có
giới hạn bền σ
s
= 360 MPa.
- Máy đúc ta chọn là loại 420 tấn, nghĩa là lực kẹp khuôn có giá trị
F = 420(tấn) = 420 x 10
3
x 9,81 = 4120,2 x 10
3
(N). Ta sẽ tính chiều cao tối thiểu của
một nửa khuôn sao cho có thể chịu được lực kẹp khuôn đó.
- Ứng suất lớn nhất trên mặt cắt ngang có kích thước b & h được tính theo công thức:
ax ax
W
x
x
m m
x x
M
M
y
J

δ
= =
Trong đó:
3
4
( )
12
x
bh
J m=
3
0.730 4120.2 10
751936.5( )
4 4
x
L F
M Nm
× × ×
= = =
ax
2
m
h
y =
- Khuôn đủ độ bền khi σ
max
≤ σ
s
. Từ đó, ta có bất phương trình sau với ẩn là h
3

2 6
6 6
6 751936.5
2 0.55 360 10
12
x x x
s s
s
M M M
h
h
bh
bh b
δ δ
δ
×
×
× ≤ ⇔ ≤ ⇔ ≥ =
× × ×
0.1509 150.9( )h h mm⇒ ≥ ⇔ ≥
Như vậy kích thức vỏ khuôn luận văn lựa chọn ban đầu là phù hợp.
5. Tính toán hệ thống rót
A. Vai trò và yêu cầu đối với hệ thống rót
- Hệ thống rót là hệ thống dẫn kim loại lỏng từ buồng ép đi vào hốc khuôn.
- Hệ thống rót ở khuôn đúc áp lực bao gồm: phần chứa kim loại thừa, ống góp và rãnh dẫn.
- Hệ thống rót được thiết kế sao cho quãng đường chuyển động của kim loại lỏng trong hệ
thống rót là ngắn nhất có thể.
- Tiết diện các kênh dẫn thu hẹp dần từ buồng ép tới hốc khuôn, vì hai mục đích sau:
o Giảm sự cuốn khí vào dòng kim loại lỏng gây ra khuyết tật vật đúc.
11

GVHD: Thầy Lê Quốc Phong SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An
o Tốc độ dòng chảy kim loại lỏng tăng dần. Trong dòng chảy có gia tốc này, các bọt khí
liên kết lại với nhau và được đẩy vào rãnh rửa.
- Rãnh dẫn là phần quan trọng nhất của hệ thống rót. Tiết diện rãnh dẫn quyết định vận tốc
nạp, còn chiều dày của nó quyết định tính chất điền đầy khuôn. Rãnh dẫn tối ưu nhất có
tiết diện dạng hình thang cân và thường nằm ở nửa khuôn di động.
B. Tính toán kích thước rãnh dẫn:
- Tiết diện rãnh dẫn có thể được tính theo công thức lý thuyết sau:
d r
d
dd
v r
r
kl nap
m m
F
v
ρ τ
+
=
Trong đó: m
vd
– khối lượng vật đúc, m
vd
=3,6kilogram

rr
– khối lượng rãnh rửa, m
rr
=0.4m

vd
(sẽ được trình bày ở phần sau).

kl
– khối lượng riêng của hợp kim đúc

nap
– vận tốc nạp kim loại lỏng

dd
– thời gian điền đầy khuôn

rd
– tiết diện rảnh dẫn
- Để đơn giản cho việc tính toán, ta dùng công thức thực nghiệm để tính toán tiết diện rãnh
dẫn. Từ công thức lý thuyết, một số giá trị sẽ được kèm thêm các hệ số thực nghiệm cho
ta công thức thực nghiệm.
- Trên cơ sở lựa chọn vận tốc nạp trung bình 15 (m/s) và thời gian điền đầy là 0,1(s), ta có
giá trị 

ạ

và 
đđ
trong công thức trên tương ứng như sau


ạ


= 15K1K2

đđ
= 0,06K3K4
Trong đó K1 – hệ số xét tới hình dáng vật đúc
K2 – hệ số xét tới áp suất ép
K3 – hệ số xét tới loại hợp kim đúc
K4 – hệ số xét tới chiều dày trung bình của thành vật đúc
- Thay hai giá trị 

ạ

và 
đđ
vào công thức lý thuyết, ta có
d r
d
1 2 3 4
1.12
v r
r
kl
m m
F
K K K K
ρ
+
=
- Các hệ số K1, K2, K3, K4 có được trên cơ sở nghiên cứu thực nghiệm và thống kê đối với
các vật đúc áp lực có thể tích đến 1000 cm

3
(các giá trị được xác định khi 

đ
và 

tính
bằng gram, còn 

tính bằng g/cm
3
), được cho từ bảng
12
GVHD: Thầy Lê Quốc Phong SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An
Vật đúc khá phức tạp nên luận văn chọn K1 = 1,5.
Do chọn máy đúc áp lực cao 420 tấn nên chọn K2 = 1.75
Vật đúc băng nhôm hợp kim ADC12 nên chọn K3 = 0.9
Vật đúc có chiều dày lớn nên chọn K4 = 1,5
Vậy: kích thước rãnh dẫn
3
2
d r
d
1 2 3 4
(3.6 0.05 3.6) 10
1.12 1.12 427( )
2.8 1.5 1.75 0.9 1.5
v r
r
kl

m m
F cm
K K K K
ρ
+
+ × ×
= = =
× × × ×
13
GVHD: Thầy Lê Quốc Phong SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An
Từ kết quả tính toán trên luận văn chọn kích thước rãnh dẫn vào khuôn là 450 cm
2
có
kích thước của vào khoảng 70mm x 8mm kích thước vào lòng khuôn khoảng 1mm x
450mm.
616
353
59
115
50
5°
(8)
1
rãnh d?n
70
rãnh d?n
6. Hệ thống thoát hơi
Hệ thống thoát hơi là các rãnh để không khí và các khí hình thành từ vật liệu bôi
trơn, sơn khuôn thoát từ hốc khuôn ra ngoài trong quá trình đúc. Hệ thống bao gồm rãnh
rửa và các kênh thoát khí.

A. Rãnh rửa
- Rãnh rửa là nơi chứa phần kim loại lỏng bị nhiễm bẩn bởi khí.
- Tác dụng của rãnh rửa:
o Làm giảm bọt khí trong vật đúc.
o Đóng vai trò của kênh thoát khí.
o Tạo cân bằng nhiệt tối ưu cho khuôn, đặc biệt khi đúc các vật đúc thành mỏng ở nhiệt độ
rót thấp.
- Phụ thuộc vào chức năng và vị trí đặt, rãnh rửa được chia làm hai loại: cục bộ và chung.
o Rãnh rửa chung được xem xét khi thiết kế khuôn và có thể bố trí không những ở cuối
khuôn mà còn ở các nửa khuôn. Với chức năng loại trừ khí, thể tích tổng của rãnh rửa
được lấy khoảng 0,2 – 0,4 thể tích vật đúc, còn với chức năng ổn định chế độ nhiệt thì lấy
0,5 – 1,0 thể tích vật đúc.
14
GVHD: Thầy Lê Quốc Phong SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An
o Rãnh rửa cục bộ được đặt ở vùng hội lưu của hai hoặc một số dòng chảy của hợp kim.
Thể tích của chúng không lớn (0,05 – 0,2 thể tích vật đúc) và có chức năng nung khuôn ở
các vị trí dễ tạo thành các khuyết tật khớp nối và hàn nối.
o Ở khuôn có nhiều hốc khuôn, rãnh rửa thực hiện đồng thời vai trò tiếp nhận hỗn hợp khí
– kim loại và nhân tố mang nhiệt, san bằng trường nhiệt độ trong khuôn và vật đúc.
- Vị trí và kích thước của rãnh rửa:
o Vị trí đặt rãnh rửa phụ thuộc vào cách bố trí buồng ép. Thông thường, rãnh rửa thường
được đặt ở cuối dòng chảy của kim loại lỏng, nơi xa nhất của hốc khuôn so với hệ thống
rót. Ngoài ra, rãnh rửa cũng được đặt ở những vị trí mà dòng kim loại lỏng xói thẳng vào
khuôn, giúp hạn chế ăn mòn khuôn.
o Chiều dày khe nối từ hốc khuôn đến rãnh rửa không được nhỏ hơn 0,5 – 1,0 (mm) phụ
thuộc vào chức năng của rãnh rửa. Nếu rãnh rửa dùng để loại trừ khí nhiễm bẩn vào kim
loại, thì chiều dày khe nối nên lấy khoảng 0,7 – 0,8 chiều dày thành vật đúc δ, còn nếu sử
dụng như vật mang nhiệt thì là 0,4 – 0,5δ.
Từ những căn cứ trên, ta sẽ thiết kế rãnh rửa để thoát hơi cho vật đúc. Các rãnh rửa
này nằm trong lõi khuôn di động.

B. Kênh thoát khí:
Việc bố trí kênh thoát khí phụ thuộc vào đặc trưng của quá trình điền đầy khuôn. Khi
hốc khuôn được điền đầy bằng dòng liên tục, rãnh thoát khí được đặt ở vị trí cách xa rãnh
dẫn nhất hoặc ở nơi tạo thành sự dâng thủy lực. Còn khi dòng chảy trong khuôn là phân
tán hoặc phân tán – rối, các kênh thoát khí nên bố trí ở tất cả các phần của khuôn.
- Kênh thoát khí thường được bố trí ở mặt phân khuôn và có dạng khe hẹp có chiều dày
δth.khí phụ thuộc vào hợp kim đúc.
- Giá trị δth.khí đối với các hợp kim đúc khác nhau và hợp kim điền đầy khuôn ở trạng thái
lỏng được tra từ bảng.

15
GVHD: Thầy Lê Quốc Phong SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An
Trong nội dung này luận sẽ không tiến hành làm hệ thống thoát khí mà sẽ để cho
không khí trong khuôn thoát ra theo khe hở của các ti lói và bề mặt ráp khuôn.
7. Thiết kế gối đỡ và thành phần để kẹp khuôn vào máy đúc
A. Thiết kế thành phần để kẹp khuôn cố định (khuôn cối) vào máy đúc
- Để gắn bộ khuôn lên máy đúc, ta phải có những tấm kẹp khuôn. Ta có hai nửa khuôn
nên trên lý thuyết, mỗi bên sẽ có một tấm kẹp khuôn.
- Nhưng để tiết kiệm chi phí và giảm khối lượng bộ khuôn, ta tận dụng các vỏ khuôn (đối
với phần cố định) và gối đỡ (đối với phần di động) đóng vai trò như một tấm kẹp, bằng
cách phay các rãnh trên vỏ khuôn và gối đỡ này.
- Trước tiên, ta tiến hành chỉnh sửa trên vỏ khuôn cố định(khuôn cối). Hai rãnh kẹp đối
xứng hai bên tiết diện 40 x 30 (mm) và cách mặt trên vỏ khuôn 40 (mm) như hình
180
255.5
40
40
30
Hình 4.9: Kích thước của ngàm bắt khuôn cối
16

GVHD: Thầy Lê Quốc Phong SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An
B. Thiết kế gối đỡ và thành phần để kẹp khuôn di động (khuôn chày) vào máy đúc
- Hai gối đỡ là hai khối hình hộp chữ nhật nằm sau nửa khuôn di động và trước tấm kẹp.
- Hai gối đỡ có tác dụng tăng bền cho khuôn trước sự va đập của khuôn với máy đúc và tạo
vùng không gian cho sự hoạt động của hệ thống đẩy.
- Chiều dài gối đỡ bằng chiều dài của vỏ khuôn – 730 (mm). Chiều rộng của mỗi gối đỡ
được chọn sao cho đảm bảo đủ độ bền và đủ kích thước để bắt bạc dẫn hướng. Luận văn
chọn 70 (mm)
- Chiều cao của gối đỡ phải đảm bảo vùng không gian hoạt động cho hệ thống
đẩy. Chiều cao của tấm đẩy + tấm giữ + khoảng đẩy vào khoảng 90 mm. Do đó luận văn
chọn chiều cao của hai gối đỡ là 130(mm). Vậy kích thước gối đỡ và hệ thống ngàm kẹp
bắt khuôn như hình sau:
Hình 4.19: Kích thước thanh chân
8. Thiết kế hệ thống đẩy
A. Vai trò và yêu cầu đối với hệ thống đẩy
17
GVHD: Thầy Lê Quốc Phong SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An
- Hệ thống đẩy là hệ thống đưa vật đúc ra khỏi khuôn khi mở khuôn. Hệ thống
đẩy thường nằm về phía nửa khuôn di động.
- Hệ thống đẩy bao gồm các thành phần sau: tấm đẩy, tấm giữ và các chốt đẩy. Khoảng
cách từ tấm giữ đến khuôn di động được gọi là khoảng đẩy. Vì chốt đẩy đôi khi được
thiết kế với đường kính rất nhỏ tùy theo vật đúc, nên khoảng đẩy không nên quá
dài. Khoảng đẩy dài sẽ làm yếu hệ thống đẩy.
- Hành trình đẩy là chiều dài chốt đẩy nhô ra so với bề mặt khuôn. Hành trình đẩy phải lớn
hơn chiều cao sản phẩm 5 đến 10 (mm)
Các thành phần hệ thống đẩy
- 1 : chốt đẩy (ty lói)
- 2 : tấm đẩy
- 3 : tấm giữ
- 4 : thanh chân

- 5 : khuôn chày(khuôn động)
- 6 : chốt hồi
B. Tấm đẩy và tấm giữ
18
GVHD: Thầy Lê Quốc Phong SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An
- Tấm đẩy có nhiệm vụ truyền lực từ hệ thống thủy lực đến các chốt đẩy. Còn tấm giữ có
nhiệm vụ giữ các chốt đẩy nằm cố định.
- Tấm đẩy phải chịu áp lực từ hệ thống thủy lực nên không được quá mỏng, nếu không nó
sẽ bị uốn cong và vị trí các chốt đẩy không còn chính xác. Ta chọn chiều dày tấm đẩy là
25 (mm). Tấm giữ chỉ có nhiệm vụ giữ các chốtđẩy nên chiều dày có thể mỏng hơn, ta
chọn chiều dày cho tấm giữ là 20 (mm).
- Trên tấm đẩy và tấm giữ khoan 12 lỗ, trên tấm giữ khoan lỗ taro ren M10, trên tấm đẩy
khoan lỗ Φ11 để bắt bulong vào tấm giữ.
C. Chốt đẩy
- Chốt đẩy được làm bằng thép SKD61 và được hóa nhiệt luyện – thấm Nitơ bề mặt sao
cho đạt độ cứng bề mặt 65HRC và độ cứng ở lõi 40HRC.
- Các chốt đẩy tiết diện tròn là kiểu thông dụng nhất, vì đây là hình dáng đơn giản nhất để
đưa vào trong khuôn. Đồng thời, những lỗ và chốt có tiết diện tròn rất dễ gia công. Ngoài
ra, tùy trường hợp mà có thể sử dụng các kiểu chốt đẩy khác như: lưỡi đẩy, ống đẩy,
thanh đẩy, tấm tháo.
- Kích thước chốt đẩy phụ thuộc vào kích thước sản phẩm, nhưng tránh làm chốt đẩy có d
< 3 (mm). Vì đường kính nhỏ sẽ yêu cầu chiều dài ngắn để đảm bảo độ bền, khi đó sẽ gây
khó khăn cho việc chế tạo khuôn.
- Chiều dài của chốt đẩy một mặt phụ thuộc vào đường kính chốt đẩy, mặt khác phụ thuộc
chủ yếu vào kích thước từ tấm đẩy đến sản phẩm. Phần đỉnh của chốt đẩy, về lý thuyết,
chỉ nằm ngang mức so với bề mặt lõi khuôn di động. Nhưng trong thực tế, có thể là trên
hoặc dưới 0,05 – 0,1 (mm) – cho phép một chỗ lồi lõm nhỏ trên sản phẩm.
- Chốt đẩy được mua ngoài thị trường với các kích thước tiêu chuẩn hóa, ta chọn chốt đẩy
theo đường kính và chiều dài phù hợp rồi gia công lại theo mục đích sử dụng.
D. Vị trí đặt chốt đẩy:

- Khi vật đúc được đưa ra khỏi khuôn bằng hệ thống đẩy, vật đúc chưa nguội hoàn toàn. Vì
thế, chốt đẩy sẽ ảnh hưởng đến chất lượng vật đúc (gây sai lệch, mất thẩm mỹ…)
- Để hạn chế ảnh hưởng của chốt đẩy đến vật đúc, thông thường không nên đặt chốt đẩy ở
những vùng có bề dày bé, những bề mặt yêu cầu tính thẩm mỹ và trang trí của vật đúc, bề
mặt yêu cầu độ bóng cao.
- Nên đặt chốt đẩy ở những nơi không quan trọng như những bề mặt phía trong, trên những
gân tăng bền hoặc trên hệ thống dẫn kim loại, rãnh rửa.
19
GVHD: Thầy Lê Quốc Phong SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An
- Cũng có thể đặt chốt đẩy tại những vị trí sẽ gia công lỗ với mục đích tại điểm định vị
giúp quá trình gia công dể dàng hơn.
- Trong phần thiết kế này luận văn sẽ đặt các vị trí chốt đẩy như hình sau:
Hình 4.11: Các vị trí bố trí ty lói phôi
E. Chốt hồi ty lói:
- Chốt hồi có nhiệm vụ đưa hệ thống đẩy trở về vị trí ban đầu – vị trí trước khi hệ thống
đẩy đẩy chi tiết ra khỏi khuôn. Chốt hồi cũng nằm trên tấm đẩy và tấm giữ như chốt
đẩy.
- Chốt hồi có tác dụng ngăn cản sự va chạm giữa chốt đẩy và lòng khuôn. Sự va chạm đó
có thể gây hư hỏng chốt đẩy và nguy hiểm hơn là gây hư hỏng trong lòng khuôn, ảnh
hưởng đến chất lượng sản phẩm. Bên cạnh đó, chốt hồi cũng góp phần làm tăng độ vững
chắc cho hệ thống đẩy.
- Chốt hồi được chế tạo bằng thép hợp kim SACM, chốt có độ cứng bề mặt là 60HRC và
độ cứng ở lõi là 30HRC.
- Ta chọn đường kính chốt hồi là 26 mm, đáp ứng các yêu cầu của chốt hồi. đồng thời trên
chốt hồi ta tiện 2 rảnh để giữ dầu bôi trơn trong quá trình làm việc
20
GVHD: Thầy Lê Quốc Phong SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An
Hình 4.12: Kích thước chốt hồi
- Vị trí đặt chốt hồi: chốt hồi được đặt trong vỏ khuôn di động và được bố trí
sao cho cân đối, hợp lý, lợi dụng lực đóng khuôn để đẩy hệ thống đẩy về vị

trí cần thiết. Đối với khuôn hộp số 8 luận văn bố trí bốn chốt hồi trong một bộ khuôn
và bố trí trong khuôn như sau:
345345
175
125
730
550
300
Ø
33
Ø26
+0.2
+0.3
Hình 4.12: Bố trí chốt hồi ty lói trên khuôn cối
- Đồng thời tại các vị trí này cho lắp bạc
33 26 150
φ φ
× ×
9. Hệ thống dẫn hướng:
- Hệ thống dẫn hướng gồm hai bộ phận chính:trục dẫn hướng và bạc dẫn hướng.
- Trục và bạc dẫn hướng là hai bộ phận quan trọng trong việc định vị và cố định vị trí
tương đối giữa hai nửa khuôn, giúp cho việc đóng khuôn dễ dàng hơn và tăng độ chính
xác cho chi tiết đúc.
- Đối với thệ thống dẫn hướng luận văn bố trí trục dẫn hướng nằm trên khuôn chày và bạc
dẫn hướng nằm trên khuôn cối.
21
GVHD: Thầy Lê Quốc Phong SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An
10. Thiết kế chày khuôn và sơ mi
A. Vai trò và yêu cầu của chày và sơ mi:
- Chày và sơ mi khuôn là hai bộ phận đầu tiên tiếp nhận dòng kim loại lỏng từ buồng ép.

Chày và sơ mi được làm bằng thép SKD61 như lõi khuôn.
- Chày có nhiệm vụ hướng dòng kim loại lỏng vào rãnh dẫn, là bộ phận phải chịu áp lực
lớn từ máy ép và nhiệt độ cao của dòng kim loại.
- Chày có dạng côn, bề mặt được phay tạo rãnh hướng dòng kim loại lỏng vào rãnh dẫn.
Tuyệt đối không được để chày tiếp xúc với piston ép trong quá trình đúc.
- Đường kính trong của sơ mi bằng đường kính của buồng ép. Còn đường kính ngoài phải
chọn sao cho đủ bền trước áp lực máy ở nhiệt độ cao và đảm bảo thời gian sử dụng trước
sự ăn mòn của dòng kim loại lỏng.
B. Kích thước chày và sơ mi:
- Ta chọn đường kính của buồng ép là 110 (mm) nên đường kính trong của sơ mi cũng là
82 (mm). Để đảm bảo độ bền cho sơ mi, theo kinh nghiệm, chọn chiều dày của sơ mi là
10 (mm). Vậy đường kính ngoài của sơ mi là 110 (mm). Còn chiều cao của sơ mi được
tính từ mặt phân khuôn cho đến mặt ngoài cùng của vỏ khuôn cố định, dựa vào bề dày vỏ
khuôn và vị trí của mặt phân khuôn ta có kích thước và hình dạng như hình sau:
255.5
119
Ø101.6
+0.15
+0.10
Ø
82
+0.07
+0.05
(Ø85.49)
30
3
1
2°
50
R3

Ø110
-0.05
-0.07
- Chày được gắn vào trục máy, vá có thiết kế phù hợp với từng loại máy đúc áp lực khác
nhau. Chày di chuyển trong sơ mi tạo nên lực ép khuôn nên cũng có đường kính ngoài là
82 (mm) và có dung sai âm để có thể lắp vào sơ mi. Phần thân chày có chiều cao tính từ
mặt phân khuôn tới mặt dưới của lõi khuôn di động, và phần côn khoản 50mm. Ta chọn
22
GVHD: Thầy Lê Quốc Phong SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An
50 (mm), vậy tổng chiều cao của chày là 150(mm). Do tác dụng của chày là ép kim loại
lỏng vào khuôn nên cần phải kín khít với sơmi nòng khuôn nhầm tạo lực ép kim loại tốt
nhất không làm xì kim loại lỏng và mất áp. Đồng thời phải có độ bóng đạt yêu cầu giảm
ma sát với nòng khuôn. Chày được lắp vào trục ép của máy bằng ren M30 bước 2.5.
Ø82
-0.05
-0.07
100
+0.5
-0.5
Ø60
M30x2.5
Ø42
20
R10
1x45°
Đến đây ta đã hoàn thành bộ khuôn đúc hộp số 8.
23
GVHD: Thầy Lê Quốc Phong SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An
II. TÁCH KHUÔN VÀ GIA CÔNG LÕI KHUÔN
1. Tách khuôn – tạo hai lõi khuôn – trên Pro_E

24
GVHD: Thầy Lê Quốc Phong SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An
Trong phần này luận văn sẽ đề cập đến sử dụng môi trường part(môi trường đùn tạo
khối) để tiến hành tách khuôn mà không sử dụng mođun tạo sẵn trong Pro.
a. Ưu điểm:
- Tạo được lõi khuôn chính xác dựa và hình dáng và kích thước của chi tiết.
- Chủ động trong việc tách khuôn có mặt phân khuôn phức tạp và nhất là khi tách khuôn
nhiều mảnh (trên 3 mảnh).
- Dể dàng trong việc quản lý file dữ liệu vì mỗi lõi khuôn chỉ là một file riêng lẻ và không
phải sử dụng đến chương trình phụ tạo ra và quản lý các tập tin này.
- Có thể tiến hành kiểm tra và sửa chữa nhanh chóng.
- Quá trình thao tác đơn giản.
b. Quá trình tạo lõi khuôn chày:
- Sau tạo ra chi tiết ta tiến hành cho giản nỡ kích thước chi tiết lên 0.05% do tiến hành đúc
áp lực cao đối với nhôm nên độ co nằm trong khoản 0.05% đến 0.07%. Sau đó lưu file
dạng .prt
- Sau khi lưu file dạng ***.prt
- Mở file vừa lưu và bắt đầu tạo lõi khuôn chày.
- Tiến hành coppy mặt trong chi tiết:
o Chọn một mặt bất kỳ ở mặt trong chi tiết
25