THIẾT KẾ KHUÔN VỚI SỰ TRỢ GIÚP CỦA MÁY TÍNH (có bản vẽ)

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HCM
KHOA CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN

THIẾT KẾ KHUÔN VỚI SỰ
TRỢ GIÚP CỦA MÁY TÍNH
GVHD :
NHÓM 3 :

Th.S LÊ QUỐC PHONG
1. TRẦN HỮU PHÚ

– V1202769

2. NGUYỄN ĐỨC TRƯỜNG SƠN – V1203164
3. PHẠM THANH LONG

– V1201981

4. TRẦN PHONG

– V1202739

5. LƯU MINH QUÂN

– V1202973

6. TRƯƠNG VĂN NGUYÊN

– V1202470

TP. HCM, ngày 20 tháng 05 năm 2016

MỤC LỤC


Trần Hữu Phú – V1202769

GVHD : Th.S Võ Thế Sơn
Trang

Lời nói đầu .........................................................................................

3

Chương 1 - NGHIÊN CỨU CHI TIẾT ĐÚC VÀ LỰA CHỌN
PHƯƠNG PHÁP ĐÚC.....................................................

4

Chương 2 - LẬP BẢNG VẼ VẬT ĐÚC..............................................

7

Chương 3 - THIẾT KẾ BẢN VẼ CÔNG NGHÊ ĐÚC.......................

11

Chương 4 - THIẾT KẾ MẪU (KHUÔN)............................................

23

Chương 5 - LẬP BẢN VẼ HỘP RUỘT..............................................

26

Chương 6 - HÒM KHUÔN.................................................................

32

Chương 7 - HỖN HỢP LÀM RUỘT - HỖN HỢP LÀM KHUÔN....

43

Chương 8 - THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ NẤU
LUYỆN HỢP KIM ĐÚC, CHỌN LÒ NẤU..................

49

Chương 9 - TÍNH TOÁN GIÁ VÀ ĐÁNH GIÁ
HIỆU QUẢ KINH TẾ KỸ THUẬT..............................

53

Chương 10 - TÍNH LỰC ĐÈ KHUÔN..............................................

61

TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................

63

2


Nhóm 3

GVHD : Th.S Lê Quốc Phong

Lời Mở Đầu
Nhằm cũng cố kiến thức chuyên ngành đã học, cũng như cập nhật thêm kiến
thức về chuyên ngành đúc. Bài tập lớn có sự kết hợp giữa kiến thức đã học và kiến
thức mới trên nền tảng phát triển thêm những cái đã học và liên hệ thực tế. Nhóm
chọn đề tài pully ba bánh đai nhằm thử sức và hoàn thiện hơn về ngành ở từng
phần cụ thể cũng như thiết lập công nghệ để tạo sản phẩm hoàn chỉnh. Bên cạnh đó
môn học còn giúp rèn luyện những kĩ năng cần thiết cho người kĩ sư sau này khi đi
làm cũng như học tập. Qua đó giúp ta biết mình cần gì, thiếu gì để định hướng
tương lai được tốt hơn.

3


Nhóm 3

GVHD : Th.S Lê Quốc Phong

Chương 1 – NGHIÊN CỨU CHI TIẾT ĐÚC VÀ LỰA CHỌN
PHƯƠNG PHÁP ĐÚC
1. Đọc bản vẽ chi tiết đúc

-

Tên chi tiết : Pully máy nén khí
Chi tiết tròn xoay với bán kính 400mm, cao 70mm
Chi tiết làm bằng gang xám 24-44, khối lượng riêng 7.28kg/dm3
Cần gia công bề mặt ở lỗ gắn với trục và bề mặt các rãnh gắn với bộ
truyền đai
2. Nghiên cứu điều kiện làm việc chi tiết đúc
4


Nhóm 3

GVHD : Th.S Lê Quốc Phong

- Trục pully được gắn với trục truyền động và các rãnh gắn với bộ truyền
đai, làm việc trong điều kiện chịu mài mòn cao. Các gân giúp chi tiết
chịu tải trọng cao, giảm được khối lượng chi tiết, thuận lợi cho việc hoạt
động và lắp ráp.
- Sau một thời gian, các rãnh bị mòn, sự liên kết của các puly bị kém và
các bộ phận bị mòn kết quả của trọng tải giật đột ngột và sự rung chấn
quá mạnh sẽ gây hậu quả nghiêm trọng như : gãy trục, đứt bộ truyền
đai.....
 Vì thế đòi hỏi chi tiết đúc không có khuyết tật và cần gia công lỗ trục
và rãnh lắp
3. Nghiên cứu vật liệu và yêu cầu cơ, lý, hoá tính của chi tiết
a- Thành phần hoá học của gang xám 24-44 (GX 24-44)
Mác gang

Độ bền

Độ rắn
2
daN/mm
HB
Kéo Uốn
C
24
44 170-241 3,2-3,4

Thành phần hoá học
(%)
Si
Mn
P
1,4-1,7 0,6-0,9 ≤0,3

GX 2444
(Nguồn : Thiết Kế Đúc – Nguyễn Xuân Bông)
b- Tổ chức tế vi
- GX 24-44 tổ chức có graphit tấm,
số lượng ít, mịn, phân bố đều, nền
kim loại là peclit nên cơ tính của
gang khá cao
- Gang xám peclit có mức độ hình
thành graphit bình thường trong đó
có hàm lượng cacbon liên kết
khoảng 0.6-0.8%, tạo nên nền kim
loại peclit
(Theo “Vật liệu kỹ thuật-Đặng Vũ
Ngoạn)

Tổ
chức gang xám nên peclit

5

S
≤0,12


Nhóm 3

-

-

4.
-

5.
6.
-

-

GVHD : Th.S Lê Quốc Phong

c- Đặc tính của gang xám
Gang xám có độ bền nén tốt, có khả năng tự bôi trơn (do có graphit) khi làm
việc ở điều kiện chịu mài mòn, có khả năng chịu nhiệt và tính giảm chấn tốt,

không yêu cầu tính dẻo dai cao
d- Nhiệt độ nóng chảy và đông đặc
Gang xám có nhiệt độ nóng chảy thấp 12500C , nhiệt độ đông đặc khoảng
11500C
Cần nấu kim loại ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ nóng chảy của kim loại nhằm
trừ hao khoảng nhiệt độ mất đi trong quá trình rót kim loại lỏng vào khuôn,
sao cho nhiệt độ kim loại lỏng khi rót vào khuôn lớn hơn hoặc bằng nhiệt độ
nóng chảy để tránh hiện tượng đông đặc sớm, khuyết tật vật đúc,.....Nhiệt độ
bắt đầu rót gang khỏi mẻ nấu khoảng 1250±(50-1000C)
Độ co dài của gang xám thấp khảng 0,9 - 1%
Nghiên cứu các gia công và vị trí gá lắp khi gia công chi tiết
Yêu cầu độ bóng bề mặt ở lỗ trục và rãnh lắp truyền đai sau khi đúc hoàn
chỉnh, vì thế chọn phương pháp gia công là tiện (đơn giản, dễ làm, rẻ
tiền,....nhưng vẫn đảm bảo đạt yêu cầu)
Mặt chuẩn gia công là đường kính ngoài lỗ trục (φ84 mm)
Xác định loại hình sản xuất đúc
Sản xuất hàng loạt lớn : 500 chi tiết/năm
Điều chỉnh kết cấu và lựa chọn phương pháp đúc
a) Chọn phương pháp đúc
Chi tiết không đòi hỏi chất lượng bề mặt cao (trừ lỗ trục và rãnh đai cần gia
công theo yêu cầu), kích thước tương đối,....vì vậy chọn phương pháp đúc
khuôn cát-sét, làm khuôn bằng tay, dùng mẫu gỗ mặt phân khuôn dị
hình,...để tiết kiệm chi phí và giảm giá thành sản phẩm
b) Điều chỉnh kết cấu
Cần bo tròn các góc nhọn tránh khuyết tật đúc (cháy dính cát, co gót,...)

Chương 2 – LẬP BẢNG VẼ VẬT ĐÚC
1. Chọn vị trí vật đúc trong khuôn
6

Nhóm 3

GVHD : Th.S Lê Quốc Phong
Vật đúc được bố trí nằm ngang trong hòm khuôn như hình vẽ

2. Chọn mặt phân khuôn và mặt phân mẫu
- Mẫu sử dụng để làm khuôn là tấm mẫu nhôm, mặt phân khuôn dị hình để
đảm bảo cho quá trình làm khuôn được dễ dàng và hiệu quả
- Bề mặt các rãnh gắn với bộ truyền dai sẽ dùng ruột vòng và lỗ trục cũng
được thêm ruột để đảm bảo chất lượng bề mặt cũng như dễ dàng làm khuôn
đúc, ruột làm bằng cát nhựa

- Mặt phân khuôn (axb) là mặt phân khuôn dị hình

3. Lượng dư gia công cơ khí
a. Dung sai đúc:
7


Nhóm 3

GVHD : Th.S Lê Quốc Phong

Do ta lựa chọn đúc bằng cát sét và làm khuôn bằng tay với mẫu gỗ và sản
xuất đơn chiếc với sản lượng 500 vật đúc/năm,nên cấp chính xác của vật đúc là cấp
3
• Sai lệch cho phép về kích thước:
- Theo Bảng 15/81 sách Thiết Kế Đúc – Nguyễn Xuân Bông: Các giá tri sai
lệch về kích thước đối với vật đúc bằng gang xám và thép,đối với các vật

đúc có cấp chính xác bằng 3 và kích thước choáng chỗ lớn nhất bằng
400mm,chiều dày lớn nhất của thành vật đúc là 70.Ta có sai lệch cho phép
về kích thước của vật đúc bằng 1
• Sai lệch cho phép về chiều dày thành và gân không gia công :
- Kích thước choáng chỗ lơn nhất của vật đúc là 400mm chiều dày thành và
gân không gia công là 10,tra bảng 16/81 sách Thiết Kế Đúc – Nguyễn Xuân
Bông ta được giá trị là 1,5(1,5)mm.
• Sai lệch cho phép về khối lượng:
- Vật đúc có thể tích gần đúng là (1,8 dm3)
- Khối lượng riêng của GX 24-44 là 7,28(kg/dm3 )
- Khối lượng vật đúc là khoảng 13(Kg)
- Tra bảng 17/82 sách Thiết Kế Đúc – Nguyễn Xuân Bông với khối lượng
danh nghĩa của vật đúc là 13 (Kg) và cấp chính xác là 3 ta có sai lệch cho
phép về khối lượng của vật đúc là 8%
b. Lượng dư gia công cơ:
• Lượng dư gia công cơ đối với rãnh lắp đai truyền :
- Dựa vào bảng 19 sách Thiết kế đúc của Nguyễn Xuân Bông ta có: đối với
vật đúc cấp chính xác là II,mm:
Kích thước chiếm
chỗ lớn nhất của chi
tiết

>260-500

Vị trí bề mặt khi đúc

Lượng dư đối với các
khoảng kích thước danh
nghĩa
>50 và <120

Phía trên
Phía dưới ,bên

6
4,5

• Lượng dư gia công cơ đối với lỗ lắp ghép :
Dựa vào bảng 20 sách Thiết kế đúc của Nguyễn Xuân Bông ta có:

8


Nhóm 3

GVHD : Th.S Lê Quốc Phong
Nhóm lượng dư

Kích thước lớn nhất của
vật đúc,mm

1

2

3

Sản xuất
Lớn

Hàng loạt

300-500

-

-

-

Đơn chiếc
8

4. Lương dư công nghệ
Mục đích của việc tính lượng dư công nghệ
Tính lượng dư công nghệ cho một bề mặt nào đó là xác định lượng kim loại
được hớt đi trong suốt quá trình gia công bề mặt đó.
Việc xác định lượng dư công nghệ có ý nghĩa quan trọng trong việc tính
toán thiết kế quy trình công nghệ. Giải quyết vấn đề đó sẽ ảnh hưởng rất lớn
đến vấn đề kinh tế và kỹ thuật.
Nếu lượng dư quá lớn sẽ dẫn đến tốn kém nguyên vật liệu, tốn thời gian gia
công, làm giảm hiệu quả kinh tế.
Ngược lại lượng dư nhỏ không đủ để cắt đi những sai lệch của phôi do đó sẽ
không đảm bảo chất lượng bề mặt gia công hoặc có thể sảy ra hiện tượng
trượt dao và chi tiết khi gia công làm cho dao bị mòn nhanh.
a. Lượng dư công nghệ do độ xiên của thành vật đúc sinh ra
Dựa vào bảng 24 - trị số độ xiên thoát khuôn ở mặt ngoài của mẫu( và hộp
ruột) sách “Thiết Kế Đúc” – Nguyễn Xuân Bông, ta có độ dày của pully là
70mm, nên ta chọn
Chiều cao thoát khuôn của mẫu

Góc xiên
h,mm
Mẫu gỗ
>50-100

10

b. Lượng dư công nghệ do đúc thêm để kẹp chặt vật đúc khi gia công,
thanh chằng chống biến dạng, các gân co ngót:
Do vật đúc là bully với các cánh quạt có thành mỏng nên khi đúc trong quá trình
nguội và gia công dể bị biến dạng hoặc gãy vỡ nên để chắc chắn ta thường đúc
thêm những phần để giá kẹp vật đúc hoặc thanh giằng và được bỏ đi khi chi tiết
được chế tạo xong.
9


Nhóm 3

GVHD : Th.S Lê Quốc Phong
c. Lượng dư công nghệ để bù trừ vật đúc bị biến dạng và co theo một số
hướng sai lệch với dự tính

Do vật đúc làm bằng gang xám có độ co thấp 0,8 – 1% vì thế khi đông đặc dễ dàng
khống chế được sai lệch cũng như biến dạng khi co ngót bằng hệ thống đậu ngót và
vật làm nguội
d. Lượng dư công nghệ do “lượng dư âm” trên mẫu liên quan đến mặt
ráp khuôn và đánh động để rút mẫu ra khỏi khuôn
Lượng dư âm để bù trừ cho thành đúc dày thêm ở mặt phẳng ráp khuôn do đánh
động khi rút mẫu ra hoặc khuôn bị phình ta giảm bớt 1 lượng ở vị trí giữa 2 mặt
ráp khuôn 1,5mm theo bảng 27 sách “Thiết Kế Đúc” – Nguyễn Xuân Bông, với vật

đúc nặng 13kg và thành dày 25mm là 1,5/2 = 0,75mm

Chương 3 – THIẾT KẾ BẢN VẼ CÔNG NGHÊ ĐÚC
I.

THIẾT KẾ RUỘT
1. Chọn hình dáng lõi
a) Các nguyên tắc chung cơ bản khi chọn hình dáng lõi:
-Làm đơn giản hình dáng lõi nên chế tạo hộp lõi đỡ phức tạp
-Các lõi kích thước nhỏ sẽ ít bị biến dạng khi sấy, đảm bảo vật đúc chính
xác
10


Nhóm 3

GVHD : Th.S Lê Quốc Phong

-Có thể tạo ra các mặt phẳng ở các lõi để đặt dể dàng và chắc chắn trên các
tấm sấy có hình dáng đơn giản mà không phải dùng các khay sấy định hình
đặt tiền. Điều này rất quan trọng với những lõi có hình dáng phức tạp.
Chọn lõi cho bully cần:
Do hình dạng bully lớn với vòng răng thang khi thiết kế hình dạng lõi cần
xem xét chọn phương án hợp lý nhất: nên chọn phương án phân chia lõi
thành nhiều phần do đảm bảo các yêu cầu:
• Những phần hợp thành của lõi phải đảm bảo có độ bền cần thiết khi
vận chuyển cũng như khi đặt lõi vào khuôn, lắp ghép vững chắc trong
khuôn, thoát hơi dể dàng và an toàn, không quá cao để lõi không bị
biến dạng dưới tác dụng của trọng lực bản thân, nên thiết kế có mặt
phẳng để lõi nằm vững chắc trong thời gian sấy.

• Không nên để đường tiếp giáp giữa hai lõi nằm ở những góc lượn
chuyển tiếp từ hình này sang hình khác; nên phân chia lõi theo tiết
diện mà biến dạng ở đó được xác định chính xác bằng các kích thước
trên bản vẽ.
• Với các nguyên tắc trên ta chọn lõi như sau:
• Ruột L1 ở vòng giữa
• 4 lõi L2 ghép nhau với 1 góc 900 chia thành 4 phần xung quanh vòng
đai thang
b) Nguyên tắc đặt đầu gác:
• Hình dáng và kích thước đầu gác lõi được xác định phải đảm bảo dể
đặt lõi vào khuôn, ngăn ngừa sản xuất sự xê dịch của lõi trong ổ gác
theo hướng thẳng góc với trục đầu gác, xê dịch dọc theo trục hoặc
xoay quanh trục.
• Hình dáng và hình thức đầu lõi cũng phải đảm bảo không bịt kín
đường thông hơi, không làm lún, hỏng bề mặt đầu gác lõi và ổ gác do
áp lực trên một đơn vị diện tích bề mặt của ổ gác và đầu gác lõi sinh
ra bởi trọng lượng của lõi và áp suất của chất lỏng vượt quá giới hạn
cho phép.

11


Nhóm 3

GVHD : Th.S Lê Quốc Phong

 Với chi tiết của nhóm ta sẽ chọn khóa có một mặt cắt vác với lõi L2
(lõi nằm ngang) ta sẽ vác nghiêng phần dưới lõi L2 và chọn khóa kiểu
cắt vác phần đáy với lõi L1 (lõi thẳng đứng)
12

Nhóm 3

GVHD : Th.S Lê Quốc Phong

c) Kích thước ruột đứng:
Chiều cao của đầu gác
ruột (mm)
Đầu gác
dưới
(mm)
30

Đầu gác
trên (mm)
25

Khe hở giữa đầu gác
và ổ gác ruột ở một
phía (mm)
Phần
Phần trên
dưới của
của
khuôn
khuôn
1
1,5

Bán kính
lượn ở
chân của
đầu gác
(mm)
5

Độ xiêng của đầu gác
(mm)
Dưới (o)

Trên (o)

10

15

(Tra bảng 29 trang 105 Sách “Thiết kế đúc_Nguyễn Xuân Bông – Phạm Quang Lộc)

- Kiểm tra ruột có bị nổi khi rót kim loại:

13


Nhóm 3

GVHD : Th.S Lê Quốc Phong

+ Điều kiện ruột không nổi:

Fkll + Pruot ≥ Facsimet

Fkll = γ .F1 .H

+ Ta có:
Trong đó:

γ

3

là trọng lượng riêng kim loại lỏng (N/m ):

γ = 68670

(N/m3)

F1: diện tích ruột chịu tác dụng: F1 = (0,0352 – 0,0282).π (m2).
H: Chiều cao: H = 0,104 m .
Fkll = γ .F1.H = 68670.(0, 0352 − 0, 0282 ).π .0,104 = 9,89 N .

==>
Chiều cao của đầu gác
ruột (mm)
Đầu gác
dưới (mm)
35

Đầu gác
trên (mm)

45

Khe hở giữa đầu gác và
ổ gác ruột ở một phía
(mm)
Phần dưới Phần trên
của khuôn của khuôn
1
1,5

14

Bán kính
lượn ở
chân của
đầu gác
(mm)
5

Độ xiên của
đầu gác
(mm)
10


Nhóm 3

GVHD : Th.S Lê Quốc Phong

2. Hệ thống rót:

1. Nguyên tắc bố trí hệ thống rót:
• Yêu cầu chung:

15


Nhóm 3

GVHD : Th.S Lê Quốc Phong

- Bảo đảm ngăn không cho xỉ và các tạp chất khác lẩn vào vật đúc cùng với
kim loại.
- Cung cấp kim loại lỏng và điều chỉnh lượng nhiệt cho vật đúc trong thời
gian đông đặc và làm nguội.
- Dòng kim loại lỏng chảy êm, đều, liên tục.
- Khối lượng bé, ít chiếm chỗ.
Đối với vật đúc là PULI bằng gang thì ta chọn hệ
thống rót như sau:
- Rót kim loại có rãnh dẫn bên hông.
- Dẫn tuyến tính, một ống rót.
- Rót kim loại qua một vài rãnh dẫn.
- Có rãnh lọc xỉ.
2. Tính toán hệ thống rót:
a) Thời gian rót hợp lý:
t=s
Trong đó : g – là chiều dày trung bình thành vật đúc (mm)
G – khối lượng vật đúc cộng HTR (kg)
s – là hệ số đối với vật đúc bằng gang có khối lượng dưới 1t là 1.4
- Chi tiết đang thiết kế đúc có bề dày không đồng đều nên ta tính bề dày trung
bình của vật đúc như sau

g = = 15,55 mm
- Khối lượng vật đúc : Gvd = 13 kg
Giả sử khối lượng hệ thống rót : Ghtr = 8 kg
Vậy khối lượng : G = 13 + 8 = 21 kg
 Thời gian rót hợp lý là :
16


Nhóm 3

GVHD : Th.S Lê Quốc Phong

t = 1,4 x = 10s
b) Tốc độ dâng kim loại (kiểm tra lại thời gian rót hợp lý)
V = = = 0,7 cm/s
Trong đó : C – chiều cao vật đúc (cm)
t – thời gian rót (s)
- Trị số V bé nhất cho phép của vật đúc bằng gang, chiều dày thành vật đúc là
15,55 mm là 1–2. Như vậy thời gian rót hợp lý không thoã yêu cầu
- Do tốc độ dâng kim loại nhỏ hơn điều kiện tiêu chuẩn sẽ làm thành vật đúc
nhăn nheo khi kim loại nguội hay bị bẩn do oxit và tạp chất tạo thành trên bề
mặt vật đúc. Để tránh trường hợp đó ta cần giảm thời gian rót hợp lý thành t
= 7,7 s ≈ 8 s để V = 1 cm/s
c) Cột áp thuỷ tĩnh trung bình của kim loại
htb = h0 -

= 20 -

= 18,85 cm

trong đó :
h0 : áp suất thuỷ tĩnh ban đầu lớn nhất (cm)
P : chiều cao vật đúc trên rãnh dẫn (cm)
C : chiều cao vật đúc ở vị trí khi rót (cm)
d) Tiết diện chỗ hẹp nhất của HTR
Fmin =

= = 5,6 (cm2)

Trong đó :
+ µ : hệ số trở lực chung của khuôn đối với vật đúc bằng gang ( trang
trong bảng 36 trang 137 sách Thiết kế đúc – Nguyễn Xuân Bông)
+ htb : cột áp suất thuỷ tĩnh trung bình của kim loại (cm)
+ G : khối lượng vật đúc cộng HTR
+ t : thời gian rót hợp lý
- Dựa vào bảng 37/139 sách Thiết kế đúc – Nguyễn Xuân Bông để xác định
tiết diện rãnh dẫn bé nhất và số rãnh dẫn phụ thuộc vào chiều dày thành vật
đúc, ta có : rãnh dẫn có tiết diện là 5,6/3 = 1,9 cm2 và số lượng rãnh dẫn là 3
rãnh
e) Tiết diện rãnh dẫn (Fd), rãnh lọc xỉ (Fx) và ống rót (Fr)
Biết tổng tiết diện rãnh dẫn Fd có thể tính tiết diện rãnh lọc xỉ Fx và ống rót
Fr như sau :
Đối với vật đúc bằng gang, ta có :
Fd : Fx : Fr = 1 : 1,2 : 1,4
17


Nhóm 3

GVHD : Th.S Lê Quốc Phong

Vậy :
Fd = 5,6 cm2 => F1d = 5,6/3 = 1,9 cm2
=>
Fx = 6,7 cm2
Và
Fr = 7,84 cm2
f) Xác định hình dáng và kích thước các thành phần của HTR
- Ta có : Fr = 7,84 cm2 => đường kính cốc rót d = 30 mm, dựa vào bảng 39/142
sách Thiết Kế Đúc – Nguyễn Xuân Bông ta có kích thước cốc rót như sau
Đường
kính
ống rót
mm
30

Kích thước mm

D1
110

D2
90

D3
80

D4
72

H
100

h
90

h1
18

Mạng
lọc
N0

Dung
tích
phễu
cm3

3

600

- Kích thước rãnh lọc xỉ khi h = a :
Tiết diện Fx (cm2)
6,7

a
27

18

Kích thước (mm)
b
22

h
27


Nhóm 3

GVHD : Th.S Lê Quốc Phong

Fd (cm2)
1,9

a (mm)
24

b (mm)
21

- Ngoài ra, ta còn có các đậu hơi đặt ở nơi đông đặc cuối cùng của chi tiết
trong hòm khuôn, nhằm thoát khí sinh ra khi rót kim loại lỏng vào khuôn .
Với tổng diện tích đậu hơi sẽ bằng tổng diện tích rãnh dẫn
Nên : Fđh = F1dh = 5,6 cm2
g) Kiểm tra kết quả tính toán
- Sau khi tính toán và xác định hệ thống rót ta kiểm nghiệm lại hệ thống rót có
đúng với giả thuyết đưa ra hay không với d = 7,2 g/cm3
+ Khối lượng phễu rót :

mp = Vp x d = 600 x 7,2 = 4320 g = 4,32 kg
19

h (mm)
8


Nhóm 3

GVHD : Th.S Lê Quốc Phong

+ Khối lượng ống rót :
mr = Vr x d = Fr x h x d = 7,84 x 10,2 x 7.2 = 575g = 0,6 kg
+ Khối lượng rãnh lọc xỉ :
mx = Vx x d = Fx x l x d = 6,7 x 42 x 7.2 = 2026g = 2 kg
+ Khối lượng rãnh dẫn :
md = Vd x d = n x F1d x l x d = 3 x 1,9 x 10 x 7.2 = 410g = 0,4kg
+ Khối lượng đậu hơi :
mđh = Vđh x d = n x F1đh x l x d = 5,6 x 6 x 7.2 = 242g = 0.25kg
- Tổng khối lượng hệ thống rót :
mhtr = mp + mr + mx + md + mđh = 4,32 + 0,6 + 2 + 0,4 + 0,25 = 7,6 kg
Ban đầu giả sử khối lượng hệ thống rót là 8kg
 Sai số : .100% = 5%
Do sai số nhỏ hơn 10% nên tính toán hệ thống rót là hợp lý
- Kết luận :
Kích thước hệ thống rót như trên phù hợp cho chi tiết

20

Nhóm 3

GVHD : Th.S Lê Quốc Phong

3. Tính toán vật làm nguội
a. Phân tích nút nhiệt:
- Vật đúc gồm có thành dày ở trong tiếp xúc với thành mỏng nằm ngay chính
giữa, ở các vị trí tiếp xúc này có chứa nút nhiệt và 1 nút nhiệt nhỏ ở phía
ngoài của chi tiết. Các nút nhiệt có thể gây ra các khuyết tật trong quá trình
rót kim loại và làm nguội vật đúc.
b. Đặt vật làm nguội:

- Ở phần nút nhiệt trung tâm vật đúc vì vật liệu đúc là gang xám với độ co
ngót khi đúc không quá cao, nhằm giảm chi phí gia công cũng như đảm bảo
vật đúc không bị hư hỏng trong quá trình gia công cắt đậu ngót ta chọn
không dùng đậu ngót trong trường hợp này mà thay vào đó ta dùng hỗn hợp
làm nguội được sử dụng trực tiếp trong quá trình làm ruột. Bằng cách sử
dụng hỗn hợp làm nguội ta cũng sử dụng tương tự đối với phần ruột vòng
ngoài của chi tiết đảm bảo điều chỉnh chi tiết nguội hợp lý không bị nút
nhiệt và giảm khuyết tật vật đúc
- Vật liệu chi tiết là gang xám nên ta chọn hỗn hợp làm nguội với thành phần
như sau: hỗn hợp “nửa kim loại” gồm 60%-80% mạt gang trộn với cát đất
sét. Có thể tăng cường độ làm nguội bằng cách điều chỉnh chiều dày lớp hỗn
hợp làm nguội với chi tiết này ta có bán kính tác dụng của hỗn hợp làm
nguội là 50mm (được tra ở bảng 53 Thiết kế đúc – Nguyễn Xuân Bông).

Chương 4 - THIẾT KẾ MẪU (KHUÔN)
21

Nhóm 3

•
•
•
•

1

GVHD : Th.S Lê Quốc Phong

Nguyên tắc thiết kế mẫu
Cấu tạo của mẫu và hộp ruột phải đơn giản, dễ chế tạo, thuận tiện cho việc
đầm cát lúc làm khuôn, ruột và dễ lấy ra khỏi khuôn, ruột.
Mẫu và hộp ruột phải đủ bền, ít miếng rời, nhẹ.
Mẫu và hộp ruột phải đảm bảo chế tạo chính xác, mặt nhẵn.
Mẫu gỗ phải dùng được lâu, không bị nở, co hoặc cong vênh nhiều, mẫu kim
loại phải chông được ăn mòn
Các yếu tố quyết định phương án thiết kế bộ mẫu

a) Số lượng vật đúc
Sản
lượng
đúc
1500

Lượng
đúc mỗi
đợt
100

10.000

>100

Loại mẫu
Tấm
mãu( mẫu gỗ
hoặc nhựa)

Tấm mẫu
kim loại

Cấp
Đặc điểm của bộ mẫu
chính
xác
2-1 • Mẫu bằng gỗ rắn ghép nhiều lớp,
lắp chính xác trên tắm đỡ mẫu bằng
gỗ, nhựa hoặc kim loại( nhôm,
gang)
• Hợp ruột có vỏ tiêu chuẩn hóa bằng
kim loại, miếng rời bằng gỗ rắn
hoặc nhựa
• Có dưỡng kiềm, tấm sấy
1 • Mẫu kim loại gia công chính xác
lắp trên tấm đỡ mẫu bằng nhôm
hoặc gang
• Hộp ruột kim loại, những chỗ mau
mòn có bọc thép tôi, có cơ cấu cơ

khí hoặc khí nén đẻ tháo mở hộp và
rút miếng rời

b) Cấp chính xác của vật đúc
Sai lệch cho phép về kích thước ở mẫu mm
22


Nhóm 3

GVHD : Th.S Lê Quốc Phong

Kích thước mẫu,
mm
300-500

I
Sản xuất lớn
± 0,6

Cấp chính xác của mẫu
II
III
Sản xuất hàng loạt Sản xuất đơn chiếc
± 0,8
± 1,0

c) Mẫu gỗ
Kích thước nhỏ, hình dạng không phức tạp nên làm mẫu gỗ. Mẫu gỗ
cần cứng cáp và vững chắc nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng làm khuôn lâu

dài
Độ xiên của mặt mẫu : do mặt mẫu dị hình, tạo ụ cát nên trị số độ xiên là 30
d) Phương pháp làm khuôn
Làm khuôn bằng tay, đúc pully khi sản xuất ít dùng mẫu nguyên.

2 Bản vẽ mẫu

23


Nhóm 3

GVHD : Th.S Lê Quốc Phong

Chương 5 : LẬP BẢN VẼ HỘP RUỘT
1. Lựa chọn vật liệu làm ruột
-Do ta không sử dụng đậu ngót, nên ta phải trôn thêm phoi gang giã nhuyễn cho
hỗn hợp làm ruột có khả năng làm nguội tốt.
-Ta lựa chọn hỗn hợp làm ruột là cát nước thủy tinh đóng rắn nguội theo công nghệ
CO2; loại hỗn hợp này được dùng chủ yếu cho vật đúc bằng gang thép và hợp kim
màu dùng cho sản xuất đơn chiếc loạt nhỏ.Nguyên lý chủ yếu là dựa trên sự hiện
diện của thủy tinh lỏng mà chúng có khả năng đông cứng nhanh khi thổi khí CO2,
trong thời gian ngắn (1-5 phút), sau đó có thể sấy trong một thời gian xác định để
dạt độ bền tối đa.(Theo sách Công nghệ đúc-Đặng Mậu Chiến trang 93)
-Thành phần:
+Cát thạch anh:100%
+Nước thủy tinh:6%

+Bột Amiang:5%
+Phoi gang

24


Nhóm 3

GVHD : Th.S Lê Quốc Phong

Nung 200 để đạt được độ bền cực đại
-Các yếu tố ảnh hưởng đến công nghệ làm hộp ruột:
+Tốc độ khí
+Đường kính lỗ thổi
+Mật độ lỗ thổi thời gian thổi
-Nhược điểm lớn nhất của công nghệ này là khó phá khuôn, khắc phục:Sử dụng
hỗn hợp chất phụ gia vô cơ hoặc hữu cơ để dễ phá khuôn.(Sách Vật liệu làm
khuôn-Đinh Quảng Năng)
+Chất phụ gia vô cơ bao gồm:bột macsalit,bột đá,sét chịu lửa,xỉ luyện
kim,corun,cromit.Các chất phụ gia vô cơ có tác dụng đẩy điểm biến mềm của
màng chất dính về phía nhiệt độ cao làm không xuất hiện độ bền cực đại lần đầu
hoặc làm giảm độ bền cực đại lần hai
+Chất phụ gia hữu cơ gồm có bột than đá mùn cưa,bột ngũ cốc dầu
mazut,pek,nhựa polime.Các chất phụ gia hữu cơ có tác dụng tạo ra lỗ trống không
liên tục của màng chất dính do nó bị cháy sau khi đúc rót ,làm giảm độ bền của
màng chất dính.
2 Lựa chọn và thiết kế hộp ruột
Kết cấu hộp ruột có hai yếu tố sau quyết định:
+Hình dáng và kích thước ruôt
+Công nghệ chế tạo ruột.
a. Lựa chọn hộp ruột và các thành phần hộp ruôt:
-Chọn thiết kế cho ruột đứng:

25