Công nghệ Đúc kim loại

Phần I Công nghệ Đúc kim loại I.Khái niệm Đúc kim loại là phương pháp ché tạo sản phẩm bằng cách nấu kim loại thành trạng thái lỏng, sau đó rót vào khuôn có hình dạng và kích thước như sản phẩm. Sau khi kim loại đông đặc, ta thu được sản phẩm là vật đức có hình dạng và kích thước phù hợp với yêu cầu. II. Đặc điểm Ưu điểm: Có thể đúc được nhiều vật liệu khác nhau: gang thép, kim loại màu và hợp kim màu. Khối lượng vật đúc từ vài gam đến hàng trăm tấn. Chế tạo được những vật đúc có hình dạng và kết cấu rất phức tạp mà dùng phương pháp khác khó hoặc không thể thực hiện dược. Có khả năng cơ khí hóa và tự động hóa. Giá thành chế tạo vật đúc rẻ. Nhược điểm: -Độ chính xác nói chung thấp. Một số phương pháp đúc đặc biệt mới đạt được độ chính xác tương đối cao (đúc vỏ mỏng, đúc áp lực…). -Dễ gây nên khuyết tật vật đúc (như rỗ khí, cháy cát…). -Kiểm tra khuyết tât bên trong vật đúc khó khăn. III.Phương pháp đúc bằng khuôn cát và các phương pháp đúc đặc biệt. Phương pháp tạo hình bằng cách đúc trong khuôn cát là một phương háp đã xuất hiện từ lâu, nhưng cho tới ngày nay, công nghệ này vẫn còn chiếm vị trí quan trọng trong kỹ nghệ đúc. Khoảng 90% sản lượng vật đúc trên thế giới được sản xuất bằng khuôn cát, phần còn lại do khuôn kim loại và các dạng đúc đặc biệt khác. Khuôn cát được sử dụng nhiều vì dễ chế tạo, rẻ, vốn đầu tư ít. Hơn nữa, phương pháp đúc bằng khuôn cát có thể dùng để đúc vật nhỏ từ 10g cho đến vật lớn có khối lượng hàng trăm tấn, có thể dùng đúc bất kỳ hợp kim nào như: thép, gang, đồng, hợp kim nhôm, hợp kim niken, magie… Ngoài ra còn có rất nhiều phương pháp đúc đặc biệt để tạo sản phẩm đúc như: -Đúc trong khuôn vỏ cứng. -Đúc chính xác bằng mẫu chảy. -Đúc chính xác dùng mẫu vĩnh cửu. -Đúc trong khuôn kim loại. -Đúc ly tâm. -Đúc áp lực. -Đúc liên tục. -Đúc hút chân không. -Đúc dập lỏng. -Đúc bằng khuôn dùng mẫu cháy. -Đúc trong khuôn từ. -Đúc theo phương pháp V. Sau đây là công nghệ đúc kim loại trong khuôn cát( loại khuôn thông dụng và phổ biến). IV.Quá trình sản xuất đúc trong khuôn cát(Gia công cơ khí p107). Quá trình sản xuất đúc mà điển hình là đúc trong khuôn cát diễn ra theo sơ đồ như trên hình sau đây. Thiết kế vật đúc Chế tạo bộ mẫu Chế tạo hỗn hợp làm lõi Làm khuôn Làm lõi Sấy khuôn Nấu kim loại lỏng Sấy lõi Lắp ráp khuôn-rót kim loại lỏng vào khuôn Chế tạo hỗn hợp làm khuôn Rỡ khuôn lấy vật đúc Phá lõi khỏi vật đúc Làm sạch vật đúc Kiểm nghiệm Sơ đồ quá trình sản xuất đúc. Quá trình đúc một vật đúc được tiến hành như sau: 1.Bộ phận kỹ thuật: thiết kế vật đúc, thể hiện qua bản vẽ vật đúc. Dựa trên bản vẽ chi tiết để thiết kế bản vẽ vật đúc. Bản vẽ vật đúc cần phải thể hiện mặt phân khuôn, lõi, độ dốc đúc, kính thước có kể đến lượng dư gia công cơ và dung sai khi đúc. 2.Bộ phận mộc mẫu: căn cứ vào bản vẽ vật đúc dể chế tảoa bộ mẫu gồm: .Mẫu vật đúc: dùng để tảo ra hình dạng lòng khuon, nhờ đó tạo ra hình dạng bên ngoài vật đúc. Để thuận lợi khi làm khuôn, mẫu được làm thành 2 nửa, lắp với nhau bằng các chốt định vị. .Hộp lõi: dùng để làm lõi. Lõi có tác dụng tạ ra phần lõm hoặc lỗ rỗng bên trong vật đúc. Để thuận lợi khi làm lõi, hộp lõi được làm thành 2 nửa, lắp với nhau bằng các chốt định vị. .Mẫu hệ thống rót, mẫu đậu hơi, mẫu đậu ngót: dùng để tạo ra hệ thống rót, đậu hơi, đậu ngót khi làm khuôn. Hệ thống rót le hệ thống dãn kim loại lỏng từ thùng rót vào lòng khuôn. Đậu hơi để tăng cường thoát khí trong lòng khuôn khi rót khuôn. Đậu ngót dùng để bổ sung kim loại khi đông đặc, tránh phế phẩm do lõm co hình thành vật đúc khi kim loại co ngót trong quá trình đông đặc. 3.Bộ phận làm khuôn: phối trộn hỗn hợp làm khuôn(cát khuôn), dùng bộ mẫu và hỗn hợp làm khuôn để làm khuôn. -khuôn được làm thành 2 nửa để có thể rút mẫu khi làm khuôn -Nửa khuôn trên làm trong hòm khuôn trên. Nửa khuôn dưới làm trong hòm khuôn dưới. Các hòm khuôn trên và dưới thường làm bằng gỗ hay gang đúc, xung quanh thành hòm khuôn có khoan nhiều lỗ để thoát khí. -Để đẫn kim loại lỏng vào khuôn, trong khuôn có hện thống rót. Đậu ngót dùng để bổ sung kim loại khi ngót và đậu hơi dùng để tăng cường thoát khí trong lòng khuôn. 4. Bộ phận làm lõi: phối trộn hỗn hợp làm lõi(cát lõi), dùng hộp lõi và hỗn hợp làm lõi để chế tạo lõi. 5. Sấy khuôn và lõi. 6. Lắp ráp khuôn và lõi -Lõi tựa vũng trong khuôn nhờ các gỗi lõi và các mã đỡ hoặc mã chống. -Dùng các gân hòm khuôn(xương khuôn) để nâng cao dộ bền khuôn. -Xiên các lỗ thoát khí để tăng khả năng thoát khí khi rót khuôn. -Hai hòm khuôn lắp chính xác với nhau nhờ các nêm và các chốt định vị. -Kẹp chặt hai hòm khuôn bằng các bu lông hoặc dùng tải trọng đè. 7.Rót khuôn: rót kim loại lỏng vào khuôn 8.Dỡ khuôn, phá lõi. 9.Làm sạch và kiểm tra vật đúc. V.Hỗn hợp làm khuôn và lõi Hỗn hợp làm khuôn (cát khuôn), và hỗn hợp làm lõi(cát lõi) gồm: cát, đất sét, chất dính kết, chất phụ, nước… Loại hỗn hợp cũ(cát cũ): đã dùng để làm khuôn một hoặc nhiều lần. Loại hỗn hợp mới(cát mới): mới phối trộn. Hỗn hợp làm khuôn và làm lõi ảnh hưởng lớn đến chất lượng vật đúc. 1. Yêu cầu đối với hỗn hợp làm khuôn và làm lõi Hỗn hợp làm khuôn và làm lõi cần bảo đảm các yêu cầu sau: 1.1 Độ dẻo: là khả năng biến dạng vĩnh cửu của hỗn hợp sau khi bỏ tác dụng của ngoại lực. Hỗn hợp cần có độ dẻo để tạo lòng khuôn rõ nét theo đúng hình dạng và kích thước hộp lõi và mẫu. Độ dẻo tăng khi hàm lượng nước tăng đến 8%, lượng đất sét và chất dính kết tăng. 1.2 Độ bền: là khả năng của hỗn hợp chịu tác dụng của ngoại lực mà k hông bị phá hủy. khuôn và lõi cần có độ bền để không vỡ khi chuyển, lắp ráp khuôn và chịu được áp lực thủy tĩnh, thủy động của kim loại lỏng khi rót. Độ bền tăng khi hạt cát càng nhỏ và sắc cạnh, độ mịn chặt của hỗn hợp tăng, lượng đất sét tăng, lượng nước tăng tới 8%. Khuôn khô bền hơn khuôn tươi và khi nhiệt độ tăng tới 900°C, sức bền tăng 2-3 lần do đất sét hóa bền khi thoát hơi nước. 1.3 Tính lún: là khả năng giảm thể tích của hỗn hợp khi chịu tác dụng của ngoại lực. Hỗn hợp cần có tính lún để khuôn và lõi không cản trở vật đúc khi đông đặc và làm nguội, tránh được hiện tượng nứt và cong vênh. Tính lún tăng khi dùng cát to, lượng đất sét ít, chất phụ tăng(mùn cưa, rơm vụn…). 1.4 Tính thông khí: là khả năng của hỗn hợp cho phép khí lọt qua các khe hở nhỏ giữa các hạt cát của hỗn hợp . Tính thông khí làm cho cá loiaj khí trong lòng khuôn (không khí, khí từ kim loại lỏng, nơi ẩm từ vật liệu khuôn ..) thoát ra ngoài dễ dàng, tránh được rỗ khí. Tính thông khí tăng khi cát hạt to và đều, lượng đất sét và chất dính kết ít, chất phụ nhiều, lượng nước giảm <4%. 1.5 Độ bền nhiệt: là khả năng của hỗn hợp không bị chảy, cháy, mềm ra ở nhiệt độ cao. Nếu đọ bền nhiệt kém, hỗn hợp chảy cháy sẽ tạo ra lớp vỏ cứng bám trên bề mặt vật đúc(gọi là lớp cháy cát) gây khuyết tật và khó khăn khi gia công cắt gọt, hoặc làm sai lệch hình dạng và kích thước vật đúc. Độ bền nhiệt tăng khi lượng cát tăng, cát hạt to và tròn, ít tạp chất dễ chảy(Na2O, MgO,...). 1.6 Độ ẩm: là lượng nước chứa trong hỗn hợp . Độ ẩm tăng tới 8% sẽ làm tăng tính dẻo và độ bền, quá 8% sẽ làm giảm độ bền và tính thông khí, hỗn hợp dễ dính vào mẫu khi làm khuôn . 1.7 Độ bền lâu: là khả năng làm việc được lâu và nhiều lần của hỗn hợp (khả năng giữ được tính chất ban đầu). 2.Các vật liệu làm khuôn và làm lõi 2.1 Cát: Thành phần chủ yếu là SiO2, còn gọi là thạch anh, ngoài ra còn có lẫn một ít sét và các tạp chất như Al2O3, Fe2O3. 2.1.1 Phân loại cát *) Theo nơi lấy cát: - cát sông: hạt tròn, tính lún tốt, thông khí tốt nhưng sức bền kém do khó dính với nhau. Cát Cầu Đuống dùng khá tốt. - cát núi: hạt sắc cạnh, dễ dính với nhau nên sức bền tốt nhưng thông khí kém. Ở ta hay dùng cát núi Xuân Sơn(Kiến An). *) Theo độ hạt: Xác định độ hạt cát theo kích thước lỗ rây. Tùy thuộc kích thước hạt, phân ra: cát thô, cát rất to, cát to, cát vừa, cát nhỏ, cát rất nhỏ, cát mịn và cát bột. *) Theo lượng chứa sét: Theo lượng chứa sét tăng ta có: cát thạch anh K, cát gầy, cát nửa mỡ, cát mỡ(béo), cát rất mỡ. Theo thành phần thạch anh SiO2: Loại cát 1K 2K 3K 4K Lượng SiO2(%) 97% 96% 94% 90% 2.1.2 Chọn cát: Tùy thuộc vào khối lượng vật đúc, kim loại đúc mà chọn cát: - Để làm khuôn tươi đúc gang xám, khối lượng vật đúc nhỏ hơn 200kg thì dùng cát gầy, độ hạt 01, 016, 02, 04 (vật càng lớn thì độ hạt càng lớn để tăng tính thông khí), 2K, 3K, 4K. - Vật đúc có khối lượng 200-2000kg và khi đuc gang trắng thì dùng cát nửa mỡ có thành phần SiO2 nhiều để tăng tính chịu nhiệt: 1K, 2K. - Để làm khuôn và lõi khi đúc thép có khối lượng vật đúc <500kg dùng cát thạch anh độ hạt 016, 02; 1K, 2K. - Để đúc kim loại màu ra dùng cát nửa mỡ, độ hạt 01, 016, 02, thành phần thạch anh không nhiều lắm: 3K, 4K. 2.2 Đất sét: Thành phần chủ yếu của sét là cao lanh mAl2O3, nSiO2.H2O, ngoài ra còn một số tạp chất khác như CaCO3, Fe2O3, Na2CO3. Đặc điểm: Dẻo dính có lượng nước thích hợp. Theo thành phần khoáng chất Sét cao lanh: Al2O3, 2SiO2.2H2O: dùng làm khuôn không quan trong. Khi sấy khô thì độ bền tăng, nhưng giòn, dễ vỡ, không cháy. Sét được nghiền nhỏ rồi trộn với cát khi làm khuôn. Sét là chất dính kết làm cho khuôn có độ dẻo, độ bền thích hợp. 2.2.1 Phân loại sét: Theo thành phần khoáng chất Sét cao lanh:, Al2O3.2SiO2.2H2O: dùng làm khuôn không quan trong. Sét bentonit:. Al2O3.4SiO2.nH2O: trắng, rất dẻo, dính, là sản phẩm phân hủy của nham thạch. Bentonit trong nước nở mạnh làm tăng khuônả năng dính kết gấp 2-3 lần sét cao lanh dùng làm khuôn quan trọng. Theo khả năng dính kết: dính kết ít, dính kết vừa, dính kết bền, dính kết rất bền. Theo khả năng bên nhiệt: bền nhiệt cao, vừa, thấp. Theo lượng chứa SiO2: sét mỡ, sét gầy 2.2.2 Chọn đất sét: Để đúc thép: thường dùng loại cao lanh, loại dính kết rất bền và có khả năng chịu nhiệt cao. Để đúc gang: thương dùng loại cao lanh, khả năng dính kết và chịu nhiệt vừa, bền và rất bền. Để đúc hợp kim màu: thường dùng cao lanh loại dính kết vừa và cao, bền nhiệt thấp. 2.3 Chất dính kết: là những chất đưa vào hỗn hợp để tăng độ dỏe và độ bền hỗn hợp . 2.3.1. Yêu cầu đối với chất dính kết: Khi trộn vào hỗn hợp phải phân bố đều. Không dính hỗn hợp vào mẫu, vào lõi. Khô nhanh khi sấy và không sinh khí nhiều khi rót khuôn. Tăng độ dẻo, độ bền, tính bền nhiệt cho khuôn. Dễ phá khuôn, lõi. Rẻ, dễ kiễm không độc hại. 2.3.2.Những chất kết dính thường dùng: Dầu lanh, dầu bông, dầu trẩu: trộn với cát. Sấy ở 200-250°C dầu tạo thành màng liên kết với cá hạt cát. Sấy ở nhiệt độ cao hơn: dầu cháy, khuôn trở nên xốp hơn, tính lún và tính t hông khí tốt, dễ phá khuôn, lõi. Các chất hòa tan trong nước: Nước đường(hoặc mật): dùng làm khuôn lõi khi đúc thép. Khi sấy: bề mặt khuôn sẽ bền nhưng bên trong vẫn dẻo nên tính lún, thoát khí tốt. Khi rót kim loại lỏng: cháy, làm tăng tính lún, xốp, thoát khí, dễ phá khuôn. Bột hồ(2,5%-3%): tính chất tương tự nước đường, dùng làm khuôn tươi. Các chất dính kết hóa cứng: nhựa thông, ximawng, hắc ín là những chất khi sấy sẽ chảy lỏng ra và bao quanh các hạt cát, khi khô nó tự hóa cứng làm tăng độ bền khuôn lõi. Sau khi rót kim loại lỏng, chúng bị cháy, do đó ăng tính lún và tính thông khí, dễ phá khuôn lõi. Nước thủy tinh: là dung dịch silicat Na2O.nNa2O2.mH2O Sấy ở 200-250°C: nó tự phân hủy tạo thành keo rất dính, hỗn hợp sẽ cứng lại trong vòng 15 đến 30 phút nếu thỏi khí CO2 vào. Được dùng rọng rãi vì rẻ tiền, chất lượng tốt, sức bền hỗn hợp cao và có khả năng tự khô nhanh. 2.4 Chất phụ: là các chất đưa vào hỗn hợp để làm tăng tính lún, tính thông khí, làm nhẵn bề mặt khuôn lõi, tăng tính chịu nhiệt bề mặt khuôn lõi. 2.4.1 Các chất phụ pha trộn vào hỗn hợp : mùn cưa, rơm vụn, bột than… Khi rót kim loại lỏng, các chất này cháy, để lại các lỗ rỗng, tăng tính lún, tính thông khí, dễ phá khuôn. Chất phụ có tỷ lệ 3% khi đúc vật đúc thành mỏng, 8% khi đúc vật đúc thành dày. 2.4.2 Chất sơn khuôn : là chất quét lên bề mặt khuôn, lõi để làm tăng độ nhẵn và tính chịu nhiệt bề mặt khuôn. Thường dùng: bột than, bột graphit, nước thủy tinhl, bột thạch anh.. Bột than, graphit khi cháy tạo ra CO, CO2 ngăn cách kim loại mỏng bới mặt khuôn, tránh được cháy cát mặt khuôn. 3.Hỗn hợp làm khuôn và lõi 3.1 hỗn hợp làm khuôn Đem vật liệu làm khuôn pha trộn theo một tỷ lệ nhất định, ta được hỗn hợp làm khuôn. 3.1.1 Hai loại hỗn hợp làm khuôn: Cát áo: dùng để phủ sát mẫu khi chế tạo khuôn, trực tiếp tiếp xúc với kim loiaj lỏng nên cần có độ bền, độ dẻo, tính chịu nhiệt cao, độ hạt nhỏ để bề mặt vật đúc nhẵn. Cát áo thường là cát mới, chiếm 10-15% tổng lượng cát khuôn. Cát đệm: dùng đệm cho phần khuôn còn lại, yêu cầu tính thông khí, tính lún tốt. 3.1.2 Phối trộn hỗn hợp làm khuôn: Tùy thuộc kim loại vật đúc mà hỗn hợp làm khuôn có những yêu cầu khác nhau và phối trộn theo những tỷ lệ khác nhau. *)Cát khuôn đúc gang: nhiệt độ chảy của gang t hấp, độ co không cao lắm nên yêu cầu đối với hỗn hợp làm khuôn không khắt khe lắm. Vật đúc càng lớn, hỗn hợp làm khuôn cần có độ hạt lớn để tăng tính thông khí, lượng sét nhiều để tăng độ bền và tính dẻo. Thường hỗn hợp làm khuôn có độ hạt trung bình, lượng sét 8-20%, độ ẩm 4,5-5%, hỗn hợp cũ 40-90%. *)Các khuôn đúc thép: thép có nhiệt độ nóng chảy cao, độ co lớn, hòa tan khí nhiều, do đó yêu cầu hỗn hợp làm khuôn khắt khe hơn. Hỗn hợp làm khuôn đúc thép thường dùng cát thạch anh loại 1K, 2K độ hạt trung bình, lượng sét 8-15% và dùng loại chịu nhiệt cao, dùng chất dính để tăng độ bền khuôn Dùng tỷ lệ chất phụ nhiều hơn khi đúc gang để tăng tính thông khí, độ ẩm 3,5-8%, tỷ lên cát cũ 40-80%. *)Cát khuôn đúc kim loại màu: nhiệt độ nóng chảy của kim loiaj màu thấp, hỗn hợp làm khuôn không cần yêu cầu cao như đúc gang thép. Hỗn hợp làm khuôn cần có độ hạt nhỏ để tăng độ bóng bề mặt vật đúc. Độ ẩm thấp 4,5-6%(do kim loại màu hòa tan khí nhiều), tỷ lên hỗn hợp cũ 85-90%. 3.2 hỗn hợp làm lõi Lõi làm việc trong điều kiện bất lợi hơn khuôn nhiều vì lõi bị kim loại lỏng bao bọc xung quanh. Do đó, hỗn hợp làm lõi cần có độ bền, tính lún, độ thông khí cao hơn hỗn hợp làm khuôn nhiều. Để tăng bền cho lõi cần tăng chất dính kết và giảm lượng sét xuống 2-10%. Để tăng tính chịu nhiệt, cùng cát thạch anh 1K, 2K, ít dùng hỗn hợp cũ. Dể tăng tính thông khí, dùng cát có độ hạt trung bình và dùng nhiều chất phụ để tăng ính lún. Hầu hết các lõi đều phải sấy. VI. Chế tạo bộ mẫu, hộp lõi Khái niệm Bộ mẫu gồm: mẫu vật đúc, hộp lõi, tấm mẫu, mẫu hệ thống rót-đậu hơi- đậu ngót. Mẫu tạo ta hình dạng lòng khuôn, mẫu có tai gối tạo ra hốc để gói lõi có thể tựa trong khuôn. Tấm mẫu để kẹp mẫu khi làm khuôn bằng máy. Mẫu hệ thống rót, đậu hơi, đậu ngót dùng để tạo các bộ phận tương ứng trong lòng khuôn. Hộp lõi để chế tạo lõi. Lõi tạo ra chỗ rỗng và lỗ trong vật đúc. 1 Vật liệu làm bộ mẫu và hộp lõi 1.1 Yêu cầu đối với vật liệu Đảm bảo độ nhẵn, độ chính xác để làm cho bề mặt lòng khuôn, lõi nhẵn, chính xác. Cần phải bền, cứng để sử dụng dược lâu nhẹ để dễ thao tác. Không bị co, trương, nứt, cong vênh trong quá trình làm việc. Chịu được tác dụng cơ học, hóa học của hỗn hoepj làm khuôn. Rẻ tiền và dễ gia công. 1.2 Các loại vật liệu làm mẫu và hộp lõi 1.2.1 Gỗ Ưu điểm: rẻ tiền, nhẹ, dễ gia công. Nhược điểm: độ bền, độ cứng kém, dễ trương, nứt, cong vênh. Mẫu gỗ dùng trng sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ, và trung bình, làm mẫu lớn. Người ta chia gỗ dùng cho mộc mẫu thành ba loại: Loại 1: (lim, gụ, sến…) độ bền, độ cứng cao, ít thấm nước, khi gia công nhẵn bóng, dùng được 100-500 lần, đắt tiền, khó cắt gọt. Được dùng trong sản xuất loạt, chế tạo mẫu quan trọng Loại 2: (mõ, dẻ, dổi…) Độ cứng trung bình, chịu được ẩm, dễ cát gọt, nhắn bóng, dùng được 25-100 lần. Được dùng trong sản xuất loạt nhỏ, đơn chiếc và làm những mẫu phức tạp chính xác. Loại 3: (thông, bồ đề..) Rẻ tiền, độ bền, độ cứng thấp, dễ vỡ, ít vênh, ít thấm nước, dùng được 10-25 lần. Được dùng trong sản xuất loạt nhỏ, đơn chiếc và làm mẫu không quan trọng. 1.2.2 Kim loại Ưu điểm: độ bền, độ cứng, độ nhẵn và độ chính xác cao, không thấm nước, ít cong vênh, sử dụng được lâu. Nhược điểm: đắt khó gia công Chỉ được dùng trng sản xuất hàng khối, loạt lớn và trung bình. Thường dùng: Hợp kim nhôm: nhẹ, dễ gia công cơ, độ cứng, độ nhẵn và độ chính xác cao, dùng được 70000 lần. Gang xám: độ bền cao, rẻ tiền, dùng đuỷcj 1000-150000 lần. Nhưng gang xám nặng, khó gia công. Hợp kim đồng: bền, dễ gia công đạt độ nhẵn và độ chính xác cao, dùng được tới 15.000 lần. Nhưng hợp kim đồng đắt, nặng. 1.2.3 Thạch cao: có độ bền cao hơn một số loại gỗ, dùng được tới 1000 lần , nhẹ, dễ gia công cắt gọt. Nhưng thạch cao giòn, dễ vỡ, dễ thẫm nước. Được dùng làm mẫu nhỏ, mãu đúc đồ mỹ nghệ. 1.2.4 Xi măng: bền, cứng hơn thạch cao, chịu va chạm tốt, dùng được tới 1000 lần, rẻ, không hút nước. Nhưng ximang nặng, khó gọt sửa. 2 Nguyên lý thiết kế mẫu và hộp lõi Trên cơ sở bản vẽ chi tiết, bộ phận kỹ thuật thiết kế bản vẽ vật đúc, trên cơ sở đó thiết kế bản vẽ mẫy và hộp lõi để chuyển sang tổ mộc mẫu để thợ mộc mẫu chế tạo mẫu và hộp lõi. 2.1 Bản vẽ vật đúc Trên bản vẽ vật đúc vần biểu thị được: mặt phân khuôn, kích thước vật đúc(kể đến lượng gia công cơ, dung sai khi đúc), lõi và gối lõi, độ dốc đúc, góc đúc. 2.1.1 Mặt phân khuôn: là mặt tiếp xúc giữa khuôn trên và khuôn dưới, xác định vị trí chi tiết trong khuôn, được ký hiệu bằng gạch xanh, hai mũi tên T và D. Nguyên tắc chon mặt phân khuôn: - Phải bảo đảm dễ làm khuôn và rút mẫu - Phải đơn giản nhất, tốt nhất là mặt phẳng, tránh mặt bậc và mặt cong. - Phải đảm bảo chất lượng vật đúc tốt nhất. Muốn vậy, các bề mặt quan trọng nên để xuống dưới. 2.1.2 Độ co kim loại khi đúc: trong quá trình đông đặc và nguội, vật đúc co lại. Để đảm bảo kích thước vật đúc, kích thước lòng khuôn phải lớn hơn kích thước vật đúc. Hệ số co của một số kim loại: gang xám 1%; thép 2%; gang trắng 1,5%; hợp kim đồng và nhôm 1,5% 2.1.3 Lượng dư gia công cơ: là lượng kim loại cần hớt bỏ trong quá trình gia công cơ để tạo thành chi tiết, được ký hiệu màu đỏ trên bản vẽ vật đúc. Lượng dư gia công cơ phụ thuộc: Độ nhẵn, độ chính xác càng cao thì phải để lượng dư càng lớn. Bề mặt càng lớn thì phải để lượng dư càng lớn. Bề mặt trụ thường láy lượng dư tăng để đề phòng độ lệch tâm. Bề mặt phía trên vật đúc để luơngj dư lớn( vì chất lượng xấu nên phải cắt bỏ nhiều). Lượng dư còn phụ thuộc kích thước vật đúc, độ phức tạp vật đúc, điề kiện sản xuất. 2.1.4 Dung sai đúc: dung sai là sự sai lệch giữa kích thước, khối lượng thực tế và danh nghĩa trên bản vẽ. Dung sai đúc phụ thuộc trình độ thợ mộc mẫu, thợ làm khuôn lõi và lắp ráp, dạng sản xuất. 2.1.5 Lõi và gối lõi: trên bản vẽ vật đúc, lõi được vẽ bằng gạch chéo màu xanh. Gối lõi bảo đảm lõi nằm vững trong khuôn, để lắp ráp lõi vào khuôn. Gối lõi thường nằm ở hai đầu hoặc mọt đầu của lõi. Lõi đứng: gối lõi thường làm dạng côn. Lõi ngang: gối lõi có thể làm côn, trụ, vuông hoặc dạng khác. 2.1.6 Độ dốc đúc: ở những thành đứng vật đúc phải có độ dốc để dẽ rút mẫu ra khỏi khuôn và lấy lõi ra khỏi hộp lõi. Có thể thiết kế hai dạng độ dốc đúc. Độ cao thành vật đúc lớn thì độ dốc càng nhỏ. Mẫu gỗ cần có độ dốc lớn hơn mẫu kim loại. 2.1.7 Góc đúc: góc hợp bởi 2 bề mặt liên tiếp của vật đúc, góc đúc cần có bán kính lượn để khuôn không vỡ khi rút mẫu và để vật đúc không nứt khi đông đặc. 2.2 Bản vẽ mẫu: bản vẽ vật đúc là cơ sở đển lập bản vẽ mẫu. Kích thước mẫu tương tự như kích thuwngs trong bản vẽ vật đúc nhưng có thêm dung sai chế tạo mẫu, ngoài ra còn có thêm phần tai gói. Kích thước tai gối cần có thêm khoảng hở. Để dễ làm khuôn, mẫu được chia làm 2 nửa lắp với nhau bằng chốt định vị. Mặt phân mẫu thường trùng với mặt phân khuôn. Trường hợp quá phức tạp, mẫu có thể được làm dưới dạng nhiều phần tháo rời. 2.3 Bản vẽ hộp lõi: Tùy theo độ phức tạp của lõi mà có thể làm hộp lõi nguyên, hộp lõi 2 nửa hoặc tháo rời. Kết cấu, kích thước, dung sai và cách vẽ hộp lõi tương tự như thiết kế mẫu. VII.Các phương pháp làm khuôn và làm lõi Khuôn đúc là một nhân tố quan trọng quyết định chất lượng vật đú