Hướng dẩn thiết kế công nghệ kim loại

Bộ môn Kỹ Thuật Chế Tạo Máy
Hớng dẫn thiết kế công nghệ
đúc
III. thiết kế mẫu và hộp lõi:
1. nguyên tắc thiết kế mẫu:
Sau khi thiết kế bản vẽ vật đúc xong cần thiết kế bộ mẫu. Với chi tiết đơn giản
ngời thợ mẫu có thể căn cứ vào bản vẽ vật đúc (bản vẽ công nghệ đúc) để tự đề ra
cách chế tạo mẫu).
Với các chi tiết đúc phức tạp hoặc dạng sản xuất lớn thì phải thực hiện việc thiết
kế bộ mẫu cẩn thận với đầy đủ các bản vẽ về mẫu, hộp mẫu và các đồ gá khác, trong
đó có chỉ dẫn cách chế tạo, cách lắp ghép các bộ phận. Thờng công việc thiết kế mẫu
đợc tiến hành ở phòng kỹ thuật đúc (luyện kim) và công việc này đòi hỏi ngời thiết
kế phải nắm vững cả kỹ thuật đúc lẫn kỹ thuật chế tạo mẫu.
Khi thiết kế bộ mẫu cần lu ý các vấn đề sau:
- Cấu tạo mẫu và hộp lõi phải đơn giản, dễ chế tạo, thuận tiện cho việc làm
khuôn, lõi và dễ lấy ra khỏi khuôn đúc và lõi.
- Mẫu và hộp lõi phải đủ bền, nhẹ để dễ thao tác khi làm khuôn, lõi, ít miếng
rời.
- Mẫu và hộp lõi phải đảm bảo độ nhẵn bóng bề mặt và độ chính xác kích thớc
và hình dáng.
- Nếu mẫu là mẫu gỗ thì phải đảm bảo không bị giãn nở, co hay cong vênh
nhiều, còn nếu là mẫu kim loại thì phải chống đợc sự ăn mòn.
Khi chọn phơng án thiết kế bộ mẫu cần căn cứ vào các yếu tố sau đây:
- Số lợng đúc: Đúc ít nên dùng mẫu gỗ có kết cấu đơn giản, rẻ. Khi số lợng vật
đúc nhiều nên dùng mẫu gồ ghép nhiều lớp, gỗ có độ bền cao hoặc dùng
mẫu kim loại. Có thể tham khảo bảng B.25 khi chọn vật liệu chế tạo bộ mẫu.
- Cấp chính xác của vật đúc: Cấp chính xác của mẫu phải đảm bảo cấp chính
xác của vật đúc, vì thế cấp chính xác của bộ mẫu (xem bảng B.27) cũng tơng
ứng với cấp chính xác của vật đúc nhng sai lệch kích thớc cho phép đối với
mẫu phải nhỏ hơn vì phải kể đến sai lệch gây ra trong khilàm khuôn. Nếu
dùng gỗ làm vật liệu chế tạo mẫu thì để tăng bền, giảm biến dạng cong vênh

nên dùng các biện pháp ghép gỗ theo nhiều lớp, sơn phủ bề mặt mẫu, phun
kim loại ở bề mặt mẫu, còn nếu yêu cầu mẫu có độ chính xác và độ bền cao
thì phải dùng mẫu nhựa, mẫu xi măng, mẫu thạch cao, mẫu kim loại thay
cho mẫu gỗ. Dùng mẫu bằng kim loại độ chính xác đạt đợc không nhỏ hơn
cấp I.
- Kích thớc và hình dạng vật đúc: Kích thớc lớn và hình dạng phức tạp làm
cho mẫu dễ bị biến dạng, vì thế với những mẫu lớn bằng gỗ có thể phải có
phần cốt vững vàng, những phần mẫu dễ hỏng phải dùng gỗ cứng, bền hoặc
nẹp kim loại, hoặc thay hẳn bằng kim loại.
- Phơng pháp làm khuôn:
Khi làm khuôn bằng tay, nếu làm khuôn trong 2 hòm khuôn thì nên dùng
mẫu bổ đôi, còn nếu làm khuôn hòm giả hoặc xén cát thì nên dùng mẫu nguyên,
dùng mẫu dỡng khi làm khuôn bằng dỡng gạt
Khi làm khuôn trên máy mẫu thờng chế tạo cùng với tấm đỡ mẫu. Tấm đỡ
mẫu có gắn mẫu đợc gọi chung là tấm mẫu. Trong sản xuất nhỏ mẫu và tấm đỡ mẫu
1
Bộ môn Kỹ Thuật Chế Tạo Máy
Hớng dẫn thiết kế công nghệ
đúc
có thể làm bằng gỗ, còn trong sản xuất hàng loạt mẫu và tấm đỡ mẫu bằng kim loại
đợc hàn chặt với nhau.
2. thiết kế kết cấu mẫu:
2.1. mẫu gỗ:
Bản vẽ mẫu gỗ phải đợc vẽ với đầy đủ các hình chiếu và mặt cắt kèm theo các
kích thớc và dung sai chế tạo (B.27). Trên bản vẽ mẫu phải thể hiện rõ cách ghép gỗ
(trên mặt cắt); độ xiên của mặt mẫu (B.10); các mảnh rời; các chốt định vị; thanh
nhấc Chỉ có nh vậy ngời thợ mẫu mới có thể căn cứ vào bản vẽ mẫu mà chế tạo đ-
ợc mẫu.
STT Sơ đồ Chú thích
2

Vẽ to
Thấy
Cắt
Vẽ nhỏ
Thấy
Cắt
Hình 37- Ký hiệu gỗ
Mặt thẳng góc với lõi
Mặt bụng ván gỗ song
song với lõi
Mặt bụng ván gỗ song
song với lõi
i = Số lớp
n = Số ván trong một lớp
Bộ môn Kỹ Thuật Chế Tạo Máy
Hớng dẫn thiết kế công nghệ
đúc
1
Đĩa 3 Z 4 cung g
ì
D
Số lớp i = 3
Số cung n = 4
2
Vành i lớp Z n cung g
ì

d
D

Ví dụ ở đây:
Vành 3 Z 6 cung 20
ì

250
500


3
Trụ D
ì
l
Trụ i
ì
g
ì
D
ì
l
(ghép nhiều lớp)
Trụ i Z n
ì
g
ì
D
ì
l
Hình 38- Ký hiệu ghép phôi đĩa, vành và trụ
3

n = Số ván trong một lớp
i = Số lớp
n = Số ván trong một lớp
i = Số lớp
n = Số ván
Bộ môn Kỹ Thuật Chế Tạo Máy
Hớng dẫn thiết kế công nghệ
đúc
Hình 39- Kiểu và ký hiệu ghép phôi tấm phẳng
STT Sơ đồ Chú thích
1
Tấm n ván g
ì
s
ì
l
2
Tấm n ván g
ì
s
ì
l
3
Tấm n ván g
ì
s
ì
l
4
A- Tấm n ván g

ì
s
ì
l
B- Tấm n ván g
ì
s
ì
l
5
Tấm n ván g
ì
s
ì
l
6
Tấm n ván g
ì
s
ì
l
7
Tấm i lớp n ván g
ì
s
ì
l
n số ván ở lớp trên
i số lớp
8

Tấm i lớp n ván g
ì
s
ì
l
4
Bộ môn Kỹ Thuật Chế Tạo Máy
Hớng dẫn thiết kế công nghệ
đúc
Khi thiết kế mẫu gỗ cần rất quan tâm đến việc ghép gỗ. Khi xẻ ván gỗ song
song với lõi cây gỗ ta sẽ đợc tấm ván có hai mặt khác nhau. Mặt bụng là mặt gần lõi
hơn, còn mặt lng xa lõi hơn. Khi khô ván gỗ luôn có xu hớng bị cong lồi ở mặt bụng.
Vì thế khi thay đổi độ ẩm gỗ rất dễ bị cong vênh. Do đó để mẫu không bị biến dạng
khi thiết kế và chế tạo cần phải ghép gỗ bằng nhiều mảnh theo cả chiều rộng lẫn
chiều dày. Mẫu cần có độ bền cao, sử dụng lâu dài thì phải ghép nhiều lớp ván mỏng,
mẫu dùng cho sản xuất đơn chiếc có thể ghép ít hơn. Những tấm xếp cạnh nhau nên
bố trí ngợc thớ (tấm mặt bụng kết tấm mặt lng, hai lớp sát nhau nên bố trí thẳng góc).
Để đơn giản cho việc vẽ bản vẽ mẫu, ngời ta sử dụng hệ thống các ký hiệu để
chỉ hớng vân gỗ (xem hình vẽ H.37). Mặt gỗ cắt qua kẻ nét sọc chéo, dùng hai mũi
tên song song và ngợc chiều để ký hiệu hớng của thớ gỗ. H.38 ký hiệu ghép phôi đĩa,
vành và trụ, còn H.39 ký hiệu ghép phôi tấm phẳng.
Ghép gỗ có thể thực hiện bằng cách dán keo ván ép để đạt độ bền cao, hoặc
dùng chốt định vị hay vít ghép tiếp xúc khi độ bền mẫu không cần cao nhng cần chế
tạo mẫu nhanh, dễ tháo (H.40). Đây là cách phổ biến nhất, cho phép không chỉ ghép
đợc các thành mẫu và thành hộp ruột mà dùng ghép cả những phôi lớn tơng đối phức
tạp. Ghép bằng mộng (H.41) tốn công nên ít đợc dùng hơn.
5
Hình 40- Ghép tiếp xúc các thành mẫu và hộp lõi
A. Các kiểu ghép: a) Dùng định vị; b,d) Dùng chốt gỗ;
c) Dùng vít; e) Dùng chốt gỗ và vít: 1.chốt; 2.vít

B. Kích thước mối ghép: a) Ghép thành mẫu bằng vít;
b) Ghép thành hộp lõi bằng vít; c) Ghép bằng chốt và vít