THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ KIM LOẠI

BÀI TẬP THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ KIM LOẠI IGVHD: Nguyễn Thanh Việt

Lời nói đầu
Trong sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa ở nước ta hiện nay ngành công
nghiệp nặng nói chung và ngành công nghệ kim loại nói riêng đóng một vai trò rất quan
trọng trong sự nghiệp công nghiệp hóa của đất nước.
Ngành cơ khí chế tạo có rất nhiều vấn đề đòi hỏi người kỹ sư tương lai phải học tập
nghiên cứu để nắm bắt được những yêu cầu cơ bản nhằm phục vụ cho học tập cũng như
trong công tác phục vụ cho đất nước sau này.
Trong các môn học và những vấn đề cần thiết cho một người kỹ sư tương lai. Môn
học công nghệ kim loại, nhằm cung cấp những kiến thức và yêu cầu cơ bản để sinh viên
có thể học tập và nghiên cứu, mở rộng tầm hiểu biết. Môn học này sẽ trang bị những kiến
thức cơ bản về công nghệ làm khuôn, kỹ thuật nấu và rót các hợp kim khác nhau, cách
phân tích thiết kế ... đòi hỏi người sinh viên phải nắm bắt được những vấn đề cơ bản.
Cách phân tích tính toán thiết kế đòi hỏi phải rõ ràng chính xác, trong bài thuyết
minh này chắc chắn sẽ không tránh khỏi những sai sót trong quá trình tính toán thiết kế.
Vì vậy em mong được sự tham gia góp ý của các thầy cô giáo trong bộ môn để em rút
kinh nghiệm và hiểu sâu hơn trong quá trình làm bài.
Hướng Dẫn Thiết Kế Công Nghệ Đúc(HDTKCND) – PTS. Lê Cao Thăng
GT. Công Nghệ Kim Loại Tập 1(CNKT I) – GVC. Ths. Nguyễn Thanh Việt
Em xin chân thành cảm ơn!

Da Nang university of Technology

Page 1


BÀI TẬP THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ KIM LOẠI IGVHD: Nguyễn Thanh Việt

Da Nang university of Technology

Page 2


BÀI TẬP THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ KIM LOẠI IGVHD: Nguyễn Thanh Việt

BÀI TẬP THỰC HÀNH
CÔNG NGHỆ KIM LOẠI I
I.

Thành lập bản vẽ vật đúc
I.1 Phân tích kết cấu vật đúc
Chi tiết được chọn là : Chi tiết Gối đỡ
• Vật Liệu : GX15-32
• Kích thước:
 Chiều dài lớn nhất 320 [mm]
 Đường kính ngoài 160 [mm]
 Đường kính trong 120 [mm]
 Độ dày lớn nhất 50 [mm]
 Độ dày bé nhất 20 [mm]

II. Thiết kế công nghệ đúc
II.1 Chọn mặt phân khuôn

• Phương án 1.

V
ớ
i
P
h

ư
ơ
n
g
á
n
n
à
y
,
l
ư
ợ
n
g
x
ỉ
t
r
o
n
g
q
u
á

•

t
r

ì
n
h
Phương án 2:

Da Nang university of Technology

Page 3

đ
ú
c
s


BÀI TẬP THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ KIM LOẠI IGVHD: Nguyễn Thanh Việt

Vì việc bố trí mặt phân khuôn cần phải tuân thủ các nguyên tắc:
 Đảm bảo dễ làm khuôn và rút mẫu ra khỏi khuôn dễ dàng
 Đơn giản nhất , ít mặt phân khuôn nhất, tránh chọn mặt cong hoặc mặt bậc
 Đảm bảo nhận được vật đúc có cơ tính tốt nhất
 Đảm bảo độ chính xác và vị trí tương quan các phần của vật đúc
Nên ta chọn phương án 2 để thực hiện
II.2 Xác định lượng dư gia công cơ khí và dung sai đúc.

• Khi chế tạo bao giờ cũng có lượng sai lệch, kích thước sai lệch này phụ thuộc

vào dạng sản xuất, lượng dư gia công cơ.Theo bảng B3 (Hướng Dẫn Thiết Kế
Công Nghệ Đúc(HDTKCND) – PTS. Lê Cao Thăng) ta được lượng dư sai lệch
kích thứơc của chi tiết như hình vẽ

• Với điều kiện dạng sản xuất đơn chiếc, mẫu gỗ nên cấp chính xác của vật đúc
đạt được là cấp III. Theo bảng 1 trang 77 GT. Công Nghệ Kim Loại Tập
1(CNKT I) – GVC. Ths. Nguyễn Thanh Việt
• Kích thước danh nghĩa
 Kích thước bao ngoài lớn nhất là : 210 (mm)
 Kích thước danh nghĩa của bề mặt A: 120 (mm)
 Kích thước danh nghĩa của bề mặt B: 70 (mm)
• Ta xác định được lượng dư gia công đối với các bề mặt cần gia công cơ khí để
đạt được độ chính xác và độ bóng bề mặt sau khi đúc. Lượng dư gia công được
biểu thị trên hình vẽ H.2
 Đối với bề mặt A : Lượng dư : 4 (mm)
 Đối vơi bề mặt B : Lượng dư : 4 (mm)
II.3 Độ xiên thành vật đúc.
Trong các thành bên của vật đúc thấy chỉ có thành ngoài cùng có kích thước chiều
cao 80mm (40+40) là cần tìm độ xiên. Vì thành này không cần phải gia công cơ khí
sau khi đúc, có chiều dày thành bằng 20mm nên theo bảng 2 (CNKL I) xác định
được góc xiên thành vật đúc là 1030’ và chọn phương án độ xiên “cộng thêm”.
II.4 Xác định góc lượn.
Góc lượn trong trường hợp này không thể hiện được ở hình cắt mà thể hiện trên
hình chiếu đứng , góc lượn đảm bảo độ bền cho khuôn mẫu và tránh nứt nẻ
Ta có
+ Góc lượn bên ngoài chi tiết là : r =(
+ Góc lượn trong chi tiết r =
Da Nang university of Technology

Page 4

P
h
ư

ơ
n
g
á
n
n


BÀI TẬP THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ KIM LOẠI IGVHD: Nguyễn Thanh Việt

Được thể hiện ở hình dưới

Da Nang university of Technology

Page 5


BÀI TẬP THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ KIM LOẠI IGVHD: Nguyễn Thanh Việt

II.5 Xác định lượng co bù
Vì khối lượng vật nhỏ (14,62 KG) và vật liệu bằng gang xám nên ta không cần xác
định lượng bù co.
II.6 Xác định Lõi và gối lõi (ruột và đầu gác)

• Lõi dùng để tạo ra phần rỗng

hoặc lõm bên trong vật đúc
thường đặt khối làm bằng hỗn
hợp cát (khuôn cát )hoặc bằng
kim loại(khuôn kim loại)

• Gối lõi để giúp cho lõi định vị
ở trong khuôn dễ lắp ráp lõi
vào khuôn.

• Số lượng lõi càng ít càng tốt.
Tính Toán Và Tra Bảng 3 ( CNKL I)
Với D = 120 (mm)
L = 80 (mm)
Vì
Tra bảng ta xác định được:
h1= 20 (mm)
h2= 30 (mm)
s1 = 0,25 (mm)
s2 = 0,25 (mm)
s3 = 1,5 2,5 (mm)
α = 70
β = 100

Trong đó :
h1 : chiều cao đầu gác trên
h2 : chiều cao đầu gác dưới
s1 : khoảng cách theo phương thẳng đứng đầu gác lõi trên đến ổ gác lõi.
s2 : khoảng cách theo phương ngang đầu gác lõi trên (trái, phải) đến ổ gác lõi.
s3 : khoảng cách theo phương ngang đầu gác lõi dưới (trái, phải) đến ổ gác lõi
α1: góc nghiêng gác lõi dưới
β1 : góc nghiêng gác lõi trên

Da Nang university of Technology

Page 6

BÀI TẬP THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ KIM LOẠI IGVHD: Nguyễn Thanh Việt

II.7 Thiết kế mẫu

• Bộ mẫu: Là công cụ chính để tạo hình khuôn đúc.
• Bộ mẫu bao gồm: Mẫu chính, tấm mẫu, mẫu của hệ thống rót, đậu hơi, đậu
ngót.
• 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 ta vẽ bản vẽ mẫu. Căn cứ vào đó ta chế tạo vật mẫu.Từ bản
vẽ vật đúc ta vẽ bản vẽ mẫu. Kích thước mẫu tương tư như bản vẽ vật đúc trừ
phần tai gối và dung sai chế tạo mẫu.
• Yêu cầu:
 Đảm bảo độ bóng, chính xác khi gia công cắt gọt.
 Cần bền, cứng, nhẹ, không bị co, trương, nứt, cong vênh trong khi làm
việc.chịu được tác dụng cơ, hóa của hỗn hợp làm khuôn, ít bị ăn mòn hóa
học, không bị rỉ, dễ kiếm.
• Vật liệu:vật liệu thường dùng: gỗ, kim loại, thạch cao, xi măng, chất dẻo.
Thường dùng nhất là gỗ và kim loại.
 Ta chọn vật liệu làm mẫu là gỗ vì có ưu điểm là nhẹ,rẽ và dễ gia công.
 Được ghi trên bản vẽ mẫu
 Mẫu dùng là gỗ phải chú ý : Khi mẫu được gia công xong phải sơn để có độ
bóng , chống thống nước.
Da Nang university of Technology

Page 7


BÀI TẬP THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ KIM LOẠI IGVHD: Nguyễn Thanh Việt

II.8. Thiết kế hộp lõi
Yêu cầu lòng hộp lõi có hình dạng giống lõi:
• Chọn lõi hai nửa ghép với nhau bằng chốt.
• Hộp lõi làm bằng gỗ gỗ như mẫu.
• Bản vẽ hộp lõi :

Da Nang university of Technology

Page 8


BÀI TẬP THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ KIM LOẠI IGVHD: Nguyễn Thanh Việt

II.9 Thiết kế hệ thống rót- đậu hơi , đậu ngót
II.9.1 Tính toán kích thước hệ thống rót (Tính theo giải tích):

• Tính khối lượng vật đúc:

Theo công thức đúc ta có:
MVD = Vγ
Trong đó: γ: khối lượng riêng của gang xám γ = 7,2 (kg/dm3)
V: Thể tích vật đúc (dm3)
Ta chia vật đúc ra 2 phần V = V1 + V2 +V3
V1 = (mm3)
V2 =
(mm3)
3

V3 = (mm )


V = V1 + V2 +V3= 2029734,518 (mm3)

V = 2.03 (dm3)
Khối lượng vật đúc là: m = Vγ

m = 2.03 = 14,62 (kg)
Xem hệ thống rót chiếm 20% khối lượng vật đúc
 Tổng khối lượng kim loại cần rót khuôn là : G (kg)

G = 1,2 m = 1,2 14,62 = 17,55 (kg).
• Thời gian rót
Theo bảng 7 (CNKL I)
Tiết diện một rãnh dẫn 0,65 ÷ 0,85 (cm2)
Chiều dài một rãnh dẫn 20÷ 30 (mm)
Xác định thời gian rót kim loại
T = K 3 SG

Trong đó:
S : Chiều dày thành vật đúc.
G : Khối lượng vật đúc + hệ thống ngót, hơi.
K : Hệ số
K = 1,4 ÷ 1,6

T = = 102,82 (s)
Tốc độ dâng bé nhất cho phép (cm/s) phụ thuộc vào chiều dày thành vật đúc và
có giá trị như sau (với vật đúc gang) :
Chiều dày thành vật đúc 4 đến 10 mm [v] = 2 3 cm/s
• Hệ thống rót:
Vì chiều cao vật đúc nhỏ nên sử dụng hệ thống rót bên hông , Theo bảng 7

(CNKL 1) Ta có :
Da Nang university of Technology

Page 9


BÀI TẬP THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ KIM LOẠI IGVHD: Nguyễn Thanh Việt

Chiều dày th ành vật đúc = 20 (mm)
Rãnh dẫn:
- Tiết diện 1 rãnh dẫn : 0,85 (
- Chiều dài
: 30 (mm)
- Số lượng rãnh dẫn
:n=3
Vậy có:
Với tỉ lệ


là tổng diện tích rãnh dẫn ,rãnh lọc xỉ và ống rót.)
Chọn tiết diện rãnh lọc xỉ là hình thang cao, tra bảng 8(CNKL 1)
Flx =

Flx =1,53 (cm2)
 a = 12 (mm), b = 10 (mm), h = 12 (mm)
Chọn tiết diện rãnh dẫn là hình thang thấp, tra bảng B21(Tài liệu HDTKD)
Với:
Frd = 0,85 (cm2)
 a = 28 (mm), b = 25 (mm), h = 3 (mm)

• Tính đường kính ống rót

(mm)
Tra bảng B21 (HD TKĐ)
 H = 170 (mm), D = 70 (mm), D1 = 50 (mm),

Da Nang university of Technology

Page 10


BÀI TẬP THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ KIM LOẠI IGVHD: Nguyễn Thanh Việt

Dung tích phễu rót : 200 (cm3)
II.9.2 Đậu hơi và đậu ngót
Ở đây sử dụng loại đậu hơi kiêm cả nhiệm vụ bổ sung kim loại vì đối với gang xám
thì lượng ngót nhỏ , kích thước đậu hơi với chiều dày thành nơi đặt đậu hơi là 80
mm theo bảng B24 (TK CNĐ) ta có được các kích thước
Các thông số a, b, h , H, D1 và D đã được tính như trên :

Da Nang university of Technology

Page 11


BÀI TẬP THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ KIM LOẠI IGVHD: Nguyễn Thanh Việt

Da Nang university of Technology

Page 12

BÀI TẬP THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ KIM LOẠI IGVHD: Nguyễn Thanh Việt

II.10. Bố trí vật đúc trong khuôn và chọn hòm khuôn
II.10.1 Trường hợp đúc mỗi lần một vật đúc
Chọn loại và kích thước hòm khuôn (hình vẽ):
• Chiều cao vật đúc ở hòm trên : HD= 40+30 = 70 (mm)
• Chiều cao vật đúc ở hòm dưới : HD= 40+30 = 70 (mm)
• Bề rộng vật đúc lớn nhất : B = 320 (mm)
• Chiều dài vật đúc lớn nhất : L = 210 +30 =240 (mm)
 Chọn hòm khuôn theo tỉ lệ và kích thước sau:

Da Nang university of Technology

Page 13


BÀI TẬP THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ KIM LOẠI IGVHD: Nguyễn Thanh Việt

II.10.2 Trường hợp đúc
nhiều vật đúc cùng lúc để tiết
kiệm thời gian
Chọn loại và kích thước hòm khuôn (hình vẽ):

Chọn hòm khuôn gang đúc, kích thước hòm khuôn tra bảng 10( CNKL 1)
a) Khoảng cách giữa mặt trên vật đúc và mặt trên hòm khuôn:
a = 60
b) Khoảng cách giữa mặt dưới vật đúc và mặt dưới hòm khuôn:
b = 60

c) Khoảng cách mặt bên vật đúc và thành hòm :
c = 40
d) Khoảng cách ống rót và thành hòm:
d = 50
đ) Khoảng cách giữa các vật đúc:
đ = 50
e) Khoảng cách giữa vật đúc và rãnh lọc xỉ:
e = 30

-

(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)

Vậy kích thước hòm khuôn là:
Chiều cao nửa khuôn trên là : HT = a + h1 = 60 + 20 = 80 (mm)
Chiều cao nửa khuôn dưới là: HD = b + + hvđ = 60 + 30 + 80 = 170(mm)
Chiều dài hòm khuôn là : L = 2c + Lvđ = 2.40 + 210 = 290 (mm)
Chiều rộng hòm khuôn là :B = e + d + c + Bvđ = 30 + 50 + 40 + 320 = 440 (mm)
 Chọn hòm khuôn tiêu chuẩn :
L= 500 mm ; B = 500 mm ; HT =100 mm ; HD = 360

Da Nang university of Technology

Page 14

BÀI TẬP THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ KIM LOẠI IGVHD: Nguyễn Thanh Việt

II.11 Chọn vật liệu và hỗn hợp làm khuôn, lõi
II.11.1 Chọn vật liệu và hỗn hợp làm khuôn
Tra bảng B29 (Tài liệu HDTKCNĐ)
Chọn hỗn hợp làm khuôn: Là loại cát áo, khuôn tươi để đúc các vật đúc gang có
khối lượng nhỏ hơn 200 (kg).
• Thành phần chất liệu như sau:
 Cát cũ: 45 ÷ 47%
 Cát đất sét mới: 21 ÷ 51 %
 Bột 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
II.11.2 Chọn vật liệu và hỗn hợp làm lõi
Tra bảng B30 (Tài liệu HDTKCNĐ)
Ta chọn đối với trường hợp lõi : có kết cấu đơn giản và kích thước đủ lớn, hỗn
hợp làm lõi là hỗn hợp loại IV.
• 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 ẩm: 4 ÷ 5%
 Độ bền nén tươi: 1,5 ÷ 2,5 (N/cm2)
 Độ bền kéo khô: 20 ÷ 30 (N/ cm2)

Da Nang university of Technology

Page 15


BÀI TẬP THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ KIM LOẠI IGVHD: Nguyễn Thanh Việt

Da Nang university of Technology

Page 16


BÀI TẬP THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ KIM LOẠI IGVHD: Nguyễn Thanh Việt

III. Thuyết minh quá trình làm khuôn (Loại hòm khuôn chỉ đúc 1 vật đúc)
Nguyên
Công

Hình Vẽ

Thuyết minh
-Đặt nửa mẫu dưới lên tấm
đỡ mẫu

1

-Đặt hòm khuôn dưới lên
và rắc bột chống dính hỗn
hợp lên mẫu
2

-Đỗ từng lớp hỗn hợp làm
khuôn dày 50-60 mm vào
hòm khuôn
3

Da Nang university of Technology

Page 17


BÀI TẬP THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ KIM LOẠI IGVHD: Nguyễn Thanh Việt

-Dùng chày giã để đầm chặt
hỗn hợp, tạo độ bền cho
hỗn hợp khuôn, chú ý đầm
chặt các góc của mẫu và
góc của hòm khuôn để
đảm bảo đầm chặt trên toàn
bộ khuôn.

4

5

-Gạt hỗn hợp thừa trên hòm
khuôn bằng cách dung
thước gạt phẳng
6

-Dùng cây xiên hơi để tạo
rãnh xiên hơi với mật độ 69
lỗ/dm2.

7

-Lật ngược khuôn lại để
chuẩn bị làm tiếp khuôn
trên

8

-Đặt mẫu trên lên mẫu dưới
nhờ vào các chốt định vị
mẫu
9

Da Nang university of Technology

Page 18


BÀI TẬP THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ KIM LOẠI IGVHD: Nguyễn Thanh Việt

-Đặt hòm khuôn trên lên
hòm khuôn dưới thông qua
bu lông định vị hòm khuôn
và tiếp tục làm tương tự
như làm khuôn dưới đến
nguyên công thứ 16

10

-Chú ý: Đặt mẫu ống rót và
rãnh lọc xỉ, đậu hơi để tạo
hệ thống rót
11

12

13

Da Nang university of Technology

Page 19


BÀI TẬP THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ KIM LOẠI IGVHD: Nguyễn Thanh Việt

14

-Chú ý: xiên hơi xong mới
rút mẫu ống rót và tạo phễu

rót
15

-Chú ý: Kết thúc làm khuôn
trên
16

-Sau khi làm khuôn trên,
nhấc khuôn trên và khuôn
dưới lên, đặt xuống nền
xưởng.
17

Da Nang university of Technology

Page 20


BÀI TẬP THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ KIM LOẠI IGVHD: Nguyễn Thanh Việt

-Chú ý: Quét nước xung
quanh mẫu để hỗn hợp gần
mẫu có độ dẻo

18

19

Da Nang university of Technology

-Dùng búa đánh động mẫu
và dung dụng cụ rót mẫu
(que nhọn hoặc đinh vít) để
rút mẫu ra khỏi khuôn trên
và khuôn dưới
-Chú ý: Nếu hỗn hợp ở bề
mặt làm khuôn bị dính vào
mẫu hoặc bị vỡ thì cần phải
sửa bề mặt lòng khuôn (sửa
khuôn) nhờ các dụng cụ
làm khuôn.

Page 21


BÀI TẬP THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ KIM LOẠI IGVHD: Nguyễn Thanh Việt

20

-Đặt ruột (ruột đã được làm
và sấy ở bộ phận làm ruột)
vào hòm khuôn dưới
21

-Rắp nửa khuôn trên lên
khuôn dưới và lắp các bu
lông định vị hòm khuôn,
xiết chặt đai ốc để tránh
tình trạng nổi khuôn khi
rót.

-Kết thúc quá trình làm
khuôn

22

Da Nang university of Technology

Page 22