cnghekimloai DHSPKT

NGUYEÃN TAÙC AÙNH GIAÙO TRÌNH
COÂNG NGHEÄ KIM LOAÏI
Hieäu ñính: PGS.TS. Hoaøng Troïng Baù
ÑAÏI HOÏC SÖ PHAÏM KYÕ THUAÄT TP. HOÀ CHÍ MINH NAÊM 2004 (LÖU HAØNH NOÄI BOÄ) Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn
LÔØI NOÙI ÑAÀU
Ñeå ñaùp öùng tình hình chuyeån bieán môùi trong coâng taùc ñaøo taïo -
Ñaøo taïo theo höôùng coâng ngheä, phaùt huy tính tích cöïc cuûa ngöôøi hoïc vaø
taïo ñieàu kieän thuaän lôïi cho giaùo vieân giaûng daïy baèng caùc phöông tieän daïy
hoïc…Giaùo trình COÂNG NGHEÄ KIM LOAÏI ñöôïc bieân soaïn laïi cô baûn döïa
treân giaùo trình CHEÁ TAÏO PHOÂI cuûa Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Haø noäi vaø coù boå
sung moät soá noäi dung môùi cho phuø hôïp vôùi coâng ngheä thöïc teá hieän nay.
Maët khaùc veà boá cuïc vaø caùch trình baøy giaùo trình theo ñeà cöông moân
hoïc ñaõ ñöôïc duyeät, aùp duïng cho khoái ngaønh kyõ thuaät: cô khí maùy, cô khí
oâtoâ, thieát keá maùy…taïo ñieàu kieän thuaän lôïi cho vieäc giaûng daïy vaø töï ñoïc cuûa sinh vieân.
Vì trình ñoä coù haïn neân cuoán giaùo trình chaéc coù thieáu soùt. Chuùng toâi
mong söï ñoùng goùp yù kieán cuûa ñoàng nghieäp vaø sinh vieân ñeå laàn taùi baûn sau
coù chaát löôïng toát hôn. Moïi goùp yù xin göûi veà boä moân KYÕ THUAÄT COÂNG
Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh
NGHIEÄP, khoa Cô khí maùy, Tröôøng Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaät. Thaønh phoá Hoà Chí Minh. Taùc giaû
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn PHAÀN I COÂNG NGHEÄ ÑUÙC Chöông 1
KHAÙI NIEÄM VEÀ QUAÙ TRÌNH SAÛN XUAÁT ÑUÙC
1.1 Phaân loaïi caùc phöông phaùp ñuùc
Ñuùc laø moät phöông phaùp cheá taïo phoâi cho quaù trình gia coâng caét goït tieáp sau.
Ngaønh coâng nghieäp cheá taïo maùy phaùt trieån, löôïng phoâi ñuùc ngaøy caøng ñoøi hoûi nhieàu hôn. 1.1.1 Ñònh nghóa:
Thöïc chaát cuûa ñuùc laø quaù trình ñieàn ñaày kim loaïi ôû theå loûng vaøo loøng khuoân ñuùc coù
hình daïng, kích thöôùc ñònh saün . Sau khi kim loaïi ñoâng ñaëc, ta thu ñöôïc saûn phaåm töông
öùng vôùi loøng khuoân. Saûn phaåm ñoù goïi laø vaät ñuùc. Neáu ñem vaät ñuùc gia coâng tieáp theo nhö
gia coâng caét goït thì noù ñöôïc goïi laø phoâi ñuùc. 1.1.2 Ñaëc ñieåm:
Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh
Coù nhieàu phöông phaùp taïo phoâi ñuùc khaùc nhau. Moãi phöông phaùp taïo ra saûn phaåm
coù ñaëc tính khaùc nhau, nhöng caên cöù vaøo thöïc chaát chung, saûn xuaát ñuùc coù caùc ñaëc tính sau:
- Moïi loaïi vaät lieäu nhö gang, theùp, hôïp kim maøu, vaät lieäu phi kim khi naáu chaûy
loûng ñöôïc ñeàu ñuùc ñöôïc.
- Taïo ra vaät ñuùc coù keát caáu phöùc taïp, nhöõng vaät ñuùc coù khoái löôïng lôùn maø caùc
phöông phaùp gia coâng phoâi khaùc khoâng thöïc hieän ñöôïc.
- Moät soá phöông phaùp ñuùc tieân tieán coù theå taïo ra saûn phaåm coù chaát löôïng cao, kích
thöôùc chính xaùc, ñoä boùng beà maët cao vaø coù khaû naêng cô khí hoùa, hoaëc töï ñoäng hoaù cao.
- Giaù thaønh cuûa saûn xuaát ñuùc noùi chung haï hôn so vôùi caùc daïng saûn xuaát khaùc.
Tuy vaäy, quaù trình saûn xuaát ñuùc coøn caàn phaûi khaéc phuïc moät soá caùc maët haïn cheá sau:
- Do quaù trình keát tinh töø theå loûng neân trong vaät ñuùc deã toàn taïi caùc daïng roã co, roã
khí, nöùt, laãn taïp chaát.v.v...
- Khi ñuùc trong khuoân caùt ñoä chính xaùc veà kích thöôùc vaø ñoä boùng thaáp.
- Tieâu hao moät phaàn khoâng nhoû kim loaïi cho heä thoáng roùt, ñaäu ngoùt vaø cho caùc ñaïi
löôïng khaùc (löôïng dö, ñoä xieân v.v...)
Phöông phaùp ñuùc duø sao vaãn laø moät trong caùc phöông phaùp ñöôïc duøng roäng raõi ñeå
cheá taïo ra moät khoái löôïng saûn phaåm kim loaïi raát lôùn. Chaát löôïng cuûa saûn phaåm ngaøy caøng
ñöôïc naâng cao cuøng vôùi nhöõng keát quaû nghieân cöùu vaø söï hieän ñaïi hoaù quaù trình saûn xuaát 3
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn
ñuùc. Nhöõng saûn phaåm ñuùc raát ña daïng nhö thaân maùy coâng cuï, caùc voû hoäp giaûm toác, voû
ñoäng cô ñieän, voû maùy phaùt ñieän, caùc loaïi giaù ñôõ vaø nhieàu loaïi chi tieát maùy quan troïng
khaùc baèng kim loaïi ñen vaø hôïp kim maøu.
1.1.3 Phaân loaïi caùc phöông phaùp ñuùc:
Phöông phaùp saûn xuaát ñuùc ñöôïc phaân loaïi tuøy thuoäc vaøo loaïi khuoân, maãu, phöông phaùp laøm khuoân v.v...
Theo loaïi khuoân ñuùc ngöôøi ta phaân ra:
a.Ñuùc trong khuoân caùt: ñoù laø daïng ñuùc phoå bieán. Khuoân caùt laø loaïi khuoân ñuùc moät
laàn (chæ roùt moät laàn roài phaù khuoân). Vaät ñuùc taïo hình trong khuoân caùt coù ñoä chính xaùc thaáp,
ñoä boùng beà maët keùm, löôïng dö gia coâng lôùn . Nhöng khuoân caùt taïo ra vaät ñuùc coù keát caáu
phöùc taïp, khoái löôïng lôùn.
b.Ñuùc ñaëc bieät: Ngoaøi khuoân caùt, caùc daïng ñuùc trong khuoân ñuùc (kim loaïi, voû
moûng…) ñöôïc goäp chung laø ñuùc ñaëc bieät.
Ñuùc ñaëc bieät cho saûn phaåm chaát löôïng cao hôn, ñoä chính xaùc, ñoä boùng cao hôn vaät
ñuùc trong khuoân caùt. Ngoaøi ra phaàn lôùn caùc phöông phaùp ñuùc ñaëc bieät coù naêng suaát cao
hôn. Tuy nhieân ñuùc ñaëc bieät thöôøng chæ taïo ñöôïc vaät ñuùc nhoû vaø trung bình.
Trong baûng döôùi ñaây trình baøy toùm taét caùc daïng saûn xuaát ñuùc, phöông phaùp taïo
khuoân vaø lónh vöïc söû duïng cuûa chuùng.
Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh Daïng Phöông
Ñaëc tröng Daïng saûn xuaát vaø ñaëc tính Lónh vöïc söû duïng ñuùc phaùp laøm phaân loaïi cuûa vaät ñuùc khuoân (1) (2) (3) (4) (5) Ñuùc Laøm khuoân Maãu goã
-saûn xuaát ñôn chieác,haøng Duøng trong caùc tröôøng trong baèng tay
loaït nhoû, vaät ñuùc hình daïng hôïp thoâng thöôøng, khuoân baát kyø khoâng ñoøi hoûi chaát caùt löôïng cao
Maãu kim Saûn xuaát haøng loaït, vaät ñuùc Duøng khi caàn naâng loaïi
nhoû vaø trung bình, khoâng cao ñoä chính xaùc. quaù phöùc taïp
Thôøi gian söû duïng maãu töông ñoái lôùn Laøm
Vaät ñuùc nhoû vaø trung bình Duøng trong tröôøng hôïp khuoân hình daïng tuøy yù coù nhieàu hoøm khuoân. trong hoøm
Tieát kieäm neàn xöôûng, khuoân Saáy khuoân ñöôïc trong loø saáy. Laøm
Saûn xuaát ñôn chieác,haøng Duøng khi thieáu hoøm
khuoân treân loaït nhoû. Vaät ñuùc lôùn, hình
khuoân lôùn, khuoân töôi
neàn xöôûng daïng baát kyø hoaëc chæ saáy beà maët. Söû duïng khi ñuùc gang. 4
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Ñuùc Laøm khuoân Laøm
Saûn xuaát haøng loaït trung Duøng khi yeâu caàu trong baèng maùy
khuoân treân bình, haøng loaït lôùn.Vaät ñuùc naêng suaát cao. Hoøm khuoân
maùy eùp vaø nhoû, ñôn giaûn khuoân khoâng cao quaù caùt maùy daèn 200mm Laøm
Hìng daïng baát kyø, coù kích Duøng khi ñuùc caùc vaät
khuoân treân thöôùc lôùn vaø trung bình.
ñuùc coù chieàu cao, kích
maùy thoåi Saûn xuaát haøng loaït nhoû vaø thöôùc ngang lôùn. Hoøm caùt. trung bình khuoân lôùn Ñuùc Khuoân kim Ñieàn ñaày
Saûn xuaát haøng loaït lôùn. Vaät
Duøng ñuùc caùc kim loaïi ñaëc loaïi kim loaïi
ñuùc nhoû, trung bình. Caáu taïo khaùc nhau caàn cô tính bieät loûng baèng ñôn giaûn cao. Haïn cheá ñuùc gang roùt töï do xaùm Ñieàn ñaày
Saûn xuaát haøng loaït lôùn,haøng Ñuùc vaät coù yeâu caàu kim loaïi
khoái, vaät ñuùc nhoû ñôn giaûn. chaát löôïng cao . Thích loûng döôùi hôïp chæ vôùi hôïp kim aùp löïc
ñuùc coù nhieät ñoä noùng chaûy thaáp. Ñuùc Khuoân ñuùc
Khuoân kim Saûn xuaát haøng loaït. Vaät ñuùc Duøng ñuùc caùc hôïp kim ñaëc li taâm loaïi, truïc troøn xoay, roãng khaùc nhau.Ñöôøng kính bieät quay thaúng
vaät ñuùc lôùn, chieàu cao ñöùng khoâng lôùn laém
Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh Khuoân caùt
Saûn xuaát haøng loaït nhoû vaø
Duøng ñuùc caùc hôïp kim ñaët treân
trung bình.Vaät ñuùc coù daïng vaät ñuùc khoâng lôùn. giaù quay baát kyø nhoû. truïc thaúng ñöùng
Khuoân kim Saûn xuaát haøng loaït. Vaät ñuùc Duøng ñuùc caùc hôïp kim loaïi truïc troøn xoay,roãng
ít thieân tích. Yeâu caàu quay naèm chaát löôïng cao. Chieàu ngang daøi vaät ñuùc nhoû daïng coâng soân.
Khuoân kim Saûn xuaát haøng loaït, vaät ñuùc
Duøng cheá taïo caùc loaïi loaïi hai
troøn xoay,roãng; Vaät ñuùc coù oáng baèng caùc hôïp kim nöûa, truïc
maët ngoaøi khoâng troøn xoay Coù ñöôøng kính nhoû quay naèm chieàu daøi lôùn. ngang 5
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Khuoân ñuùc Khuoân
Saûn xuaát haøng loaït, trung
Duøng ñuùc caùc vaät ñuùc li taâm kim loaïi
bình vaät ñuùc coù tieát dieän baèng gang xaùm, coù gia
coù loùt hoãn khoâng ñeàu coâng maët ngoaøi. hôïp caùt beân trong khuoân lieàn truïc quay naèm ngang Ñuùc lieân tuïc Khuoân
Saûn xuaát haøng loaït. Vaät ñuùc Duøng trong tröôøng hôïp ñuùc coù
laø thoûi hoaëc oáng coù tieát dieän cheá taïo thoûi hay oáng,
daïng bình khoâng ñoåi treân chieàu daøi, ñoä yeâu caàu maët ngoaøi vaø keát tinh daøi lôùn. maët trong cuûa oáng coù coù laøm chaát löôïng cao khoâng nguoäi caàn gia coâng tuaàn hoaøn. Ñuùc chính Maãu kim
Duøng trong saûn xuaát haøng Cheá taïo vaät ñuùc coù xaùc loaïi,voû
loaït, vaät ñuùc nhoû vaø trung chaát löôïng cao, kim khuoân ñaëc bình
loaïi quùi, löôïng dö gia bieät coù coâng nhoû.
Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh chieàu daøy nhoû
Maãu baèng Daïng saûn xuaát haøng loaït
Duøng cheá taïo vaät ñuùc vaät lieäu
trung bình trôû leân. Vaät ñuùc chính xaùc cao, khoâng deã chaûy, nho,û phöùc taïp. phaûi gia coâng cô hoaëc khuoân caùt
gia coâng vôùi löôïng dö ñaëc bieät
nho,û vaät ñuùc baèng kim khoâng coù loaïi, hôïp kim quùi, maët phaân hieám khuoân
1.2 Söï keát tinh cuûa kim loaïi vaät ñuùc trong khuoân.
Kim loaïi loûng khi ñieàn ñaày loøng khuoân seõ nhanh choùng chuyeån daàn sang traïng thaùi
ñaëc theo quaù trình keát tinh phuï thuoäc vaøo nhieàu yeáu toá :
- Tính chaát lyù nhieät vaø nhieät ñoä roùt cuûa hôïp kim ñuùc.
- Tính chaát lyù nhieät cuûa vaät lieäu khuoân. - Coâng ngheä ñuùc.
Coù theå phaân chia quaù trình keát tinh thaønh caùc giai ñoaïn lieân tieáp sau ñaây:
a.Giai ñoaïn ñieàn ñaày kim loaïi loûng vaøo loøng khuoân. Thôøi gian ñieàn ñaày tính töø khi
baét ñaàu roùt ñeán thôøi ñieåm kim loaïi loûng ñieàn ñaày heä thoáng roùt vaø ñaäu ngoùt. Thoâng thöôøng
thôøi gian roùt phaûi ñaûm baûo sao cho kim loaïi ñieàn ñaày nhanh, neân giai ñoaïn naøy chöa coù söï 6
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn haï nhieät ñaùng keå.
b.Giai ñoaïn haï nhieät ñoä töø to roùt ñeán nhieät ñoä ñieåm loûng. Kim loaïi loûng trong loøng
khuoân tieáp xuùc vôùi thaønh khuoân seõ truyeàn nhieät vaøo vaät lieäu khuoân vôùi toác ñoä khaùc nhau
phuï thuoäc vaøo tính chaát lyù nhieät cuûa khuoân vaø löôïng taäp trung kim loaïi töøng vuøng . Vì ôû
ñaùy loøng khuoân bao giôø cuõng ñöôïc ñieàn ñaày tröôùc neân ôû ñoù seõ baét ñaàu keát tinh tröôùc, sau
ñoù môùi ñeán thaønh beân. Höôùng taûn nhieät luoân luoân vuoâng goùc vôùi thaønh khuoân.
c.Giai ñoaïn keát tinh tính töø nhieät ñoä ñieåm loûng ñeán nhieät ñoä ñieåm ñaëc (khoaûng
ñoâng ñaëc). Trong loøng khuoân, kim loaïi loûng bao giôø cuõng keát tinh theo höôùng töø döôùi leân
vaø töø ngoaøi vaøo trong ôû caùc thaønh beân. Ôû giai ñoaïn naøy coù theå xaûy ra theo hai tröôøng hôïp.
+ Ñoâng ñaëc theo lôùp :Nhöõng kim loaïi nguyeân chaát, hôïp kim cuøng tinh hoaëc khoaûng
keát tinh heïp thöôøng ñoâng ñaëc theo lôùp (hình 1-1a).
Ñöôøng cong taêng daàn töø hai phía thaønh khuoân vaø cao nhaát ôû taâm. Toác ñoä truyeàn
nhieät cuûa kim loaïi loûng giaûm daàn töø ngoaøi vaøo trong . Khi haï nhieät ñoä xuoáng ñeát to keát tinh
seõ baét ñaàu hình thaønh töøng lôùp tinh theå. Giaû söû ôû thôøi ñieåm 1, öùng vôùi ñöôøng cong bieåu
dieãn 1 ñaõ taïo lôùp ñoâng ñaëc 1.Tieáp ñeán thôøi ñieåm 2 öùng vôùi ñöôøng cong bieåu dieãn 2 seõ coù
lôùp ñoâng ñaëc 2 . Tieáp tuïc nhö vaäy seõ ñeán moät thôøi ñieåm ñöôøng cong bieåu dieãn tröôøng
nhieät naèm ngang, nghóa laø noù ñaõ haï thaáp baèng hoaëc döôùi to keát tinh thì vaät ñuùc ñoâng ñaëc hoaøn toaøn.  a1
Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh 2 1 2 1 2 1 t loûng b 1 to kt t ñaëc 1  2   1 2 a) b)
Hình 1-1 Caùc loaïi hình keát tinh
+ Ñoâng ñaëc theå tích : nhöõng hôïp kim coù khoaûng nhieät ñoä keát tinh lôùn thöôøng xaûy ra
ñoâng ñaëc theå tích. Taát nhieân cuõng do ñoä truyeàn nhieät giaûm daàn töø ngoaøi thaønh khuoân vaøo
trong, neân xeùt ôû moãi thôøi ñieåm bao giôø gaàn thaønh cuõng ñoâng tröôùc.
Nhöng nhö treân (hình 1-1b), hai ñöôøng cong bieåu dieãn luùc môùi ñaàu coù theå caét qua
caû hai ñieåm loûng vaø ñaëc (a1, b1), nhö vaäy xeùt trong ñoä daøy 1 seõ coù caû hai pha loûng vaø ñaëc.
Khi nhieät ñoä haï daàn xuoáng ôû thôøi ñieåm 2 toaøn boä ñöôøng cong bieåu dieãn haï xuoáng döôùi 7
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn
ñieåm loûng, neân caû moät khoaûng lôùn seõ goàm tinh theå keát tinh (pha ñaëc) vaø chöa keát tinh (pha loûng).
Vieäc keát tinh theo lôùp hay theå tích roõ raøng seõ aûnh höôûng ñeán söï hình thaønh toå chöùc cuûa vaät
ñuùc sau khi ñoâng ñaëc hoaøn toaøn.
d.Giai ñoaïn nguoäi trong khuoân :Keát thuùc giai ñoaïn treân, kim loaïi ñaõ hoaøn toaøn
ñoâng ñaëc. Töø nhieät ñoä ñieåm ñaëc trôû xuoáng nhieät ñoä öùng vôùi thôøi ñieåm laáy vaät ñuùc ra khoûi
khuoân, quy ñònh laø giai ñoaïn nguoäi trong khuoân. Ñaây laø thôøi ñieåm xaûy ra söï chuyeån bieán
pha öùng vôùi töøng hôïp kim ñuùc vaø töøng nhieät ñoä. Quaù trình keát tinh laïi ôû giai ñoaïn naøy cuõng
phuï thuoäc vaøo keát caáu vaät ñuùc.
Phaàn thaønh moûng, thaønh daøy hoaëc vuøng taäp trung kim loaïi lôùn, toác ñoä chuyeån bieán seõ khaùc nhau.
e.Giai ñoaïn nguoäi ngoaøi khuoân : Tuyø thuoäc vaøo coâng ngheä ñuùc ñaõ qui ñònh thôøi
gian laáy vaät ñuùc ra khoûi khuoân maø xaùc ñònh thôøi ñieåm baét ñaàu nguoäi ngoaøi khuoân, Noùi
chung, khi vaät ñuùc ñaõ ra khoûi khuoân seõ coù toác ñoä nguoäi nhanh hôn. Vaät ñuùc qui ñònh laáy ra
sôùm, ngöôøi ta thöôøng cho vaøo loø uû hoaëc buoàng uû ñeå haïn cheá bôùt toác ñoä nguoäi traùnh gaây ra
öùng suaát dö, hoaù cöùng beà maët, laøm oån ñònh vaø ñoàng ñeàu thaønh phaàn hoùa hoïc...
Phaân bieät caùc giai ñoaïn treân laøm cô sôû cho vieäc thieát laäp coâng ngheä ñuùc hôïp lyù nhaèm loaïi
boû ñöôïc caùc khuyeát taät ñuùc coù theå xaûy ra, naâng cao chaát löôïng vaät ñuùc.
1.3 Toå chöùc kim loaïi vaät ñuùc:
Toå chöùc kim loaïi vaät ñuùc sau khi ñaõ nguoäi hoaøn toaøn xeùt cho moät
Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh hôïp kim nhaát
ñònh cuõng seõ khaùc nhau bôûi vì toå chöùc ñoù phuï thuoäc vaøo khaù nhieàu yeáu toá : Keát caáu vaät
ñuùc, phöông phaùp ñuùc, coâng ngheä ñuùc. Vì theá khoù coù theå tìm ra moät qui luaät chung. Moät
caùch toång quaùt, ngöôøi ta xeùt toå chöùc kim loaïi vaät ñuùc vôùi ñieàu kieän nguoäi bình thöôøng treân
moät thoûi ñuùc vôùi hai maët caét : doïc vaø ngang (hình 1-2).
Xeùt töø ngoaøi vaøo trong 4
thöôøng coù ba vuøng phaân bieät.
- Voû ngoaøi cuøng 1 coù lôùp haït b)
kim loaïi nhoû, ñaúng truïc. Do kim loaïi
loûng tieáp xuùc vôùi thaønh khuoân ñuùc 1
nguoäi hôn neân taïi ñaây ñoä truyeàn
nhieät lôùn. Maët khaùc vuøng keà thaønh 2
khuoân coù nhieàu taâm maàm saün coù, 3
toác ñoä hình thaønh taâm maàm lôùn hôn
Hình 1-2 Caáu taïo kim
nhieàu so vôùi toác ñoä phaùt trieån maàm loaïi ñuùc
vì theá taïo neân haït nhoû, mòn. Lôùp voû 1- Haït mòn.
naøy daøy hay moûng tuyø thuoäc löôïng 2- Haït hình truï
tích nhieät cuûa voû khuoân ñuùc. Lôùp voû 3- Haït troøn lôùn a)
bao giôø cuõng beàn vaø cöùng. 4- Loõm co
- Vuøng 2 tieáp sau coù söï keát
tinh phaàn lôùn ôû caùc taâm maàm töï sinh
vaø vaãn chòu aûnh höôûng lôùn cuûa 8
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn
höôùng taûn nhieät vuoâng goùc vôùi thaønh khuoân neân tinh theå kim loaïi coù daïng hình truï phaùt
trieån theo höôùng ngöôïc laïi cuûa vectô taûn nhieät.
Neáu thaønh vaät ñuùc khoâng lôùn laém (tieát dieän ngang nhoû), toác ñoä taûn nhieät lôùn, caùc
haït hình truï phaùt trieån vaø giao nhau ôû taâm, ta goïi ñoù laø daïng xuyeân taâm.
- Vuøng 3 laø vuøng naèm ôû khu vöïc giöõa thoûi ñuùc. Luùc naøy do ñoä daøy lôùp keát tinh ñaõ
daøy löôïng tích nhieät cuûa khuoân ñaõ giaûm nhieàu, phaàn kim loaïi loûng coøn laïi seõ taïo ra haït to hôn vaø ñaúng höôùng.
Söï hình thaønh khuyeát taät ñuùc.
ÔÛ ñaây ta chæ xeùt daïng khuyeát taät hình thaønh do quaù trình keát tinh kim loaïi vaät ñuùc:
- Loõm co vaø roã co.
Loõm co hình thaønh do kim loaïi co theå tích, vì vaäy loõm co bao giôø cuõng naèm ôû phía
treân cuøng vaät ñuùc, taïi ñoù kim loaïi ñoâng ñaëc sau heát. Vuøng loõm co coù nhieàu taïp chaát coù
nhieät ñoä noùng chaûy thaáp. Ñeå traùnh loõm co, trong khuoân ñuùc phaûi thieát keá ñaäu ngoùt boå sung.
Roã co cuõng hình thaønh do kim loaïi co theå tích khi keát tinh, nhöng chuùng phaân boá ôû
phía trong vaät ñuùc taïo ra caùc loã hoãng to nhoû khaùc nhau vôùi beà maët nham nhôû.
Trong vaät ñuùc roã co thöôøng xuaát hieän ôû vuøng coù theå tích kim loaïi lôùn, bôûi vì toác ñoä
nguoäi ôû vuøng naøy nhoû hôn xung quanh, neân khi kim loaïi co khoâng ñöôïc boå sung theâm. Neáu
loã hoãng raát nhoû vaø taäp trung thì goïi laø xoáp co.
Roã co laøm giaûm tieát dieän chòu löïc cuûa vaät ñuùc, laøm taêng öùng suaát taäp trung vaø laøm giaûm ñoä deûo.
Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh
Ñeå haïn cheá roã co, ñieàu caàn thieát laø thieát keá keát caáu ñuùc hôïp lyù ñeå quaù trình keát tinh
luoân höôùng töø xa ñeán chaân ñaäu ngoùt hoaëc heä thoáng roùt. - Roã khí.
Moät löôïng khí hoaëc ñaõ hoaø tan vaøo kim loaïi loûng khi naáu, hoaëc theo doøng chaûy
chaûy vaøo loøng khuoân, hoaëc do caùc phaûn öùng sinh khí khi kim loaïi loûng tieáp xuùc taùc duïng
leân vaät lieäu khuoân, trong quaù trình kim loaïi vaät ñuùc keát tinh khoâng thoaùt ra ñöôïc vaø taïo ra
nhöõng boït khí khi caân baèng daïng caàu löu laïi trong vaät ñuùc. Beà maët loã hoãng roã khí nhaün vaø
bò oxy hoaù. Chuùng phaân boá baát kyø trong vaät ñuùc.
Cuõng nhö roã co, roã khí laøm giaûm tieát dieän chòu löïc, giaûm cô tính. - Thieân tích.
Kim loaïi vaät ñuùc do keát tinh qua caùc giai ñoaïn khaùc nhau, höôùng töø döôùi leân vaø töø
ngoaøi vaøo trong neân deã taïo ra söï khoâng ñoàng ñeàu veà thaønh phaàn hoaù hoïc, daãn ñeán khoâng
ñeàu veà toå chöùc cô tính vaø khaû naêng chòu löïc. Nhöõng daïng haït keát tinh thoâ ñaïi cuõng coù thieân tích noäi boä.
Nhö vaäy, quaù trình keát tinh vôùi toác ñoä khoâng ñeàu, vôùi höôùng keát tinh khaùc nhau ñeàu
laø nguyeân nhaân gaây neân thieân tích. 9
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn
1.4 Quaù trình saûn xuaát ñuùc baèng khuoân caùt vaø caùc boä phaän cô baûn cuûa moät khuoân ñuùc.
1.4.1 Quaù trình saûn xuaát ñuùc baèng khuoân caùt: ñöôïc bieåu dieãn treân sô ñoà hình 1-3: Hoãn hôïp Hoãn hôïp Nhieân Nguyeân lieäu laøm Maãu ñuùc Hoäp loõi laøm loõi lieäu Loø ñuùc kim loaïi khuoân Laøm Naáu kim khuoân Laøm loõi loaïi Saáy Saáy loõi Bieán tính khuoân Khuoân khoâ Laép raùp khuoân, loõi Khuoân töôi Roùt khuoân Phaù khuoân, loõi
Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh Laøm saïch vaät ñuùc Kieåm tra Pheá phaåm Vaät ñuùc
Hình 1-3 Quaù trình saûn xuaát ñuùc trong khuoân caùt.
Quaù trình saûn xuaát vaät ñuùc trong khuoân caùt coù theå toùm taét nhö sau:
- Boä phaän kyõ thuaät caên cöù theo baûn veõ cô khí, laäp ra baûn veõ vaät ñuùc, maãu, hoäp loõi, laép raùp…
- Boä maãu goàm: maãu ñuùc, hoäp loõi, taám maãu, maãu heä thoáng roùt, ñaäu hôi, ñaäu ngoùt.
- Khuoân ,maãu, hoäp loõi thöôøng laøm thaønh hai nöûa vaø laép vôùi nhau baèng caùc choát ñònh vò.
- Khuoân ñuùc vaø loõi thöôøng phaûi saáy khoâ ñeå taêng cô tính vaø khaû naêng thoâng khí.
- Boä phaän naáu chaûy kim loaïi loûng phaûi phoái hôïp nhòp nhaøng vôùi quaù trình laøm
khuoân, laép raùp khuoân ñeå tieán haønh roùt kim loaïi loûng vaøo khuoân kòp thôøi. 10
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn
- Sau khi kim loaïi ñoâng ñaëc, vaät ñuùc ñöôïc hình thaønh trong khuoân, tieán haønh phaù
khuoân, loõi, laøm saïch vaät ñuùc, kieåm tra vaät ñuùc baèng thuû coâng hoaëc baèng maùy.
Kieåm tra vaät ñuùc veà hình daùng, kích thöôùc, chaát löôïng beân trong…
1.4.2 Nhöõng boä phaän chính ñeå ñuùc vaät ñuùc trong khuoân caùt: 3
Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh
Hình 1-4 Caùc boä phaän cuûa khuoân ñuùc.
a) Chi tieát. b) Maãu ñuùc. c) Hoäp loõi. d) Khuoân ñuùc. e) Vaät ñuùc vaø heä thoáng roùt.
1. Tai maãu; 2. Loõi; 3. Choát ñònh vò; 4. Hoøm khuoân; 5. Heä thoáng roùt; 6. Vaät ñuùc;
7. Loøng khuoân; 8. Ñaäu ngoùt vaø ñaäu hôi; 9. Hoãn hôïp laøm khuoân; 10. Xieân hôi;
11. Loã thoaùt khí cuûa loõi; 12. Maët phaân khuoân.
1.5 Nhöõng nhaân toá aûnh höôûng ñeán chaát löôïng vaät ñuùc
Chaát löôïng vaät ñuùc ñöôïc ñaùnh giaù baèng caùc chæ tieâu sau ñaây :
- Ñoä chính xaùc hình daïng vaø kích thöôùc.
- Ñoä nhaün boùng maët ngoaøi.
- Chaát löôïng kim loaïi cuûa hôïp kim vaät ñuùc tuøy thuoäc vaøo quaù trình coâng ngheä ñuùc
vaø yeâu caàu saûn phaåm, chaát löôïng vaät ñuùc chòu caùc aûnh höôûng nhö:
a.Hôïp kim ñuùc: Moãi hôïp kim ñuùc coù tính ñuùc toát xaáu khaùc nhau neân chaát löôïng
khaùc nhau. Vì theá khi ñaùnh giaù ñuùng tính ñuùc cuûa hôïp kim chuùng ta seõ coù bieän phaùp coâng ngheä ñuùc hôïp lyù.
b. Loaïi khuoân ñuùc vaø phöông phaùp ñuùc. 11
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn
Quaù trình keát tinh kim loaïi vaät ñuùc xaûy ra khaùc nhau tuøy thuoäc vaøo loaïi khuoân ñuùc vaø phöông phaùp ñuùc.
- Khuoân caùt coù ñoä daãn nhieät thaáp neân kim loaïi nguoäi chaäm taïo ra haït tinh theå cuûa
vaät ñuùc lôùn. Beà maët loøng khuoân caùt khoâng nhaün neân laøm beà maët vaät ñuùc keùm nhaün boùng.
Khi ñoä chòu nhieät cuûa hoãn hôïp keùm seõ gaây ra chaùy caùt treân beà maët vaät ñuùc. Ngöôïc laïi,
trong khuoân kim loaïi caáu taïo haït nhoû mòn laøm taêng cô tính vaät ñuùc, nhöng thöôøng gaây ra
noäi öùng suaát trong vaät ñuùc vaø deã hoaù cöùng maët ngoaøi caûn trôû quaù trình caét goït.
Maët khaùc, chaát löôïng vaät ñuùc cuõng chòu aûnh höôûng do söû duïng phöông phaùp ñuùc
khaùc nhau. Phöông phaùp laøm khuoân baèng tay hay baèng maùy seõ cho ta chaát löôïng vaät ñuùc
khaùc nhau. Laøm baèng maùy dó nhieân seõ coù chaát löôïng ñoàng ñeàu, chính xaùc hôn laøm baèng
tay. Cuøng moät loaïi khuoân kim loaïi, nhöng phöông phaùp ñieàn ñaày baèng roùt töï do taïo ra chaát
löôïng khaùc vôùi ñieàn ñaày döôùi aùp löïc hoaëc ñieàn ñaày nhôø löïc li taâm.
c.AÛnh höôûng cuûa coâng ngheä ñuùc.
Coâng ngheä ñuùc ñöôïc theå hieän baèng nhöõng bieän phaùp cuï theå theo thöù töï ñoái vôùi töøng
loaïi vaät ñuùc. Toång hôïp caùc bieän phaùp trong moät quaù trình saûn xuaát ñeå taïo ra chaát löôïng vaät
ñuùc cao hôn. Thöïc hieän moät coâng ngheä ñuùc hôïp lyù laø theå hieän moät caùch tích cöïc ñeå loaïi boû
tôùi möùc toái thieåu caùc khuyeát taät ñuùc.
Coâng ngheä ñuùc bao goàm :
- Coâng ngheä naáu chaûy hôïp kim ñuùc
Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh
- Coâng ngheä cheá taïo khuoân vaø loõi. - Coâng ngheä roùt.
Ngoaøi ra, moät nhaân toá quan troïng nöõa laø naâng cao tay ngheà, hieän ñaïi hoaù quaù trình
saûn xuaát, thay ñoåi trang thieát bò. 12
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn
Chöông 2 (Tham khaûo)
NGUYEÂN LYÙ THIEÁT KEÁ KEÁT CAÁU VAÄT ÑUÙC
2.1 Khaùi nieäm:
Vaät ñuùc laø daïng saûn phaåm hình thaønh töø hôïp kim loûng trong loøng khuoân. Söï hình
thaønh ñoù chòu aûnh höôûng lôùn keát caáu vaät ñuùc.
Khi saûn xuaát ñuùc, keát caáu vaät ñuùc khaùc nhau taùc ñoäng tröïc tieáp ñeán quaù trình coâng
ngheä laøm khuoân, loõi, ñeán söï keát tinh vaät ñuùc, ñeán söï hình thaønh caùc toå chöùc vaø caùc khuyeát taät.
Nhö vaäy, moät keát caáu ñuùc hôïp lyù seõ taïo ra chaát löôïng vaät ñuùc cao, giaù thaønh haï vaø
quaù trình gia coâng tieáp theo ñöôïc ñôn giaûn.
Moät keát caáu kim loaïi (chi tieát) seõ ñöôïc taïo hình baèng ñuùc phaûi baûo ñaûm nhöõng yeâu caàu sau ñaây:
- Baûo ñaûm quaù trình coâng ngheä laøm khuoân vaø loõi ñôn giaûn, thuaän tieän.
- Deã xaùc ñònh vò trí loøng khuoân trong khuoân ñuùc ñeå taïo ra höôùng keát tinh ñuùng
nhaèm naâng cao chaát löôïng hôïp kim ñuùc, loaïi boû caùc khuyeát taät ñuùc.
- Baûo ñaûm cho quaù trình coâng ngheä gia coâng caét goït ñöôïc thuaän lôïi.
- Baûo ñaûm cô tính cuûa vaät ñuùc.
Trong saûn xuaát ñuùc, vaät ñuùc ñöôïc phaân chia theo khoái löôïng goàm: Nhoû, trung bình
vaø lôùn. Trong baûng giôùi thieäu söï phaân chia ñoù vaø saûn löôïng haøng naêm cuûa chi tieát ñuùc (chieác):
Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh Nhoû (Kg) Trung bình (Kg) Lôùn (Kg) Raát lôùn (Kg) Ñeán 100 100  500 500  5000 >5000 Troïng löôïng Daïng saûn xuaát
vaät ñuùc(KG) Ñôn chieác Loaït nhoû Loaït vöøa Loaït lôùn Haøng khoái Ñeán 20 Ñeán 300 3003.000 3.00035.000 35.000200.000 >200.000 > 20100 Ñeán 150 1502.000 2.00015.000 15.000100.000 >100.000 >100500 Ñeán 75 751.000 1.0006.000 6.00040.000 >40.000 >5001.000 Ñeán 50 50600 6003.000 3.00020.000 >20.000
Vaät ñuùc ñöôïc phaân chia theo loaïi keát caáu: ñôn giaûn phöùc taïp ôû caùc möùc ñoä khaùc
nhau. Xeùt veà ñaëc tröng rieâng cuûa phöông phaùp ñuùc, möùc ñoä ñôn giaûn hay phöùc taïp cuûa keát
caáu vaät ñuùc thöôøng caên cöù vaøo söï taäp trung hay phaân taùn löôïng kim loaïi treân toaøn boä vaät
ñuùc. Moät caùch töông ñoái hôïp lyù keát caáu vaät ñuùc ñöôïc caên cöù vaøo tyû soá cuûa dieän tích beà maët
F vaø theå tích V cuûa noù.
Neáu moät keát caáu coù F/V lôùn, coù nghóa laø keát caáu coù dieän tích beà maët lôùn, nhieàu gaân
gôø, thaønh moûng. Loaïi keát caáu nhö vaäy thuoäc loaïi phöùc taïp. Ngöôïc laïi neáu F/V nhoû, coù
nghóa laø vaät ñuùc ñöôïc thu goïn laïi. Loaïi naøy thuoäc loaïi ñôn giaûn. 13
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn
Nhöõng keát caáu vaät ñuùc phöùc taïp gaây khoù khaên nhieàu hôn cho quaù trình laøm khuoân,
ñieàn ñaày kim loaïi loûng. Keát caáu caøng thu goïn caøng thuaän tieän hôn.
Moät soá vaät ñuùc coù caùc phaàn keát caáu phöùc taïp vaø ñôn giaûn. Loaïi keát caáu naøy thöôøng
khoù baûo ñaûm chaát löôïng ñuùc cao.
Trong thöïc teá caùc daïng nhö puli, baùnh raêng, goái ñôõ... coù keát caáu ñôn giaûn. Caùc loaïi
nhö thaân maùy, voû hoäp giaûm toác, voû ñoäng cô.v.v...thuoäc loaïi keát caáu phöùc taïp.
Thoâng thöôøng keát caáu vaät ñuùc cuõng nhö caùc keát caáu ñònh hình khaùc ñeàu do moät soá
boä phaän caáu thaønh. Coù nhöõng boä phaän chính goàm nhöõng phaàn ñeå laép raùp, chòu löïc cao khi
laøm vieäc nhö moayô, chaân ñeá, vaønh raêng, truïc ñôõ....nhöõng boä phaän khaùc chæ coù taùc duïng
lieân keát nhö thaønh noái, gaân, nan hoa ...Nhôø caùc phaàn naøy maø phaàn chính chòu ñöôïc taùc
duïng löïc lôùn, cöùng vöõng, ñoâi khi coøn taïo
neân thuøng kín ñeå che hoaëc chöùa. 3
Treân hình 1-5 Giôùi thieäu moät keát
caáu thuoäc loaïi töông ñoái phöùc taïp goàm 1
laø boä phaän laép raùp, ñöôïc noái vôùi vaønh
chòu löïc 2 baèng vaùch lieân keát 3. Taát caû 2
taïo neân moät keát caáu chung.
Thieát keá moät keát caáu khoâng
nhöõng phaûi xaùc ñònh hôïp lyù hình daùng, 1
kích thöôùc, loaïi tieát dieän sao cho phuø hôïp
vôùi khaû naêng laøm vieäc, khaû naêng chòu löïc
maø coøn phaûi thöïc hieän baèng ñuùc ñöôïc
Hình 1-5 Keát caáu vaät ñuùc
Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh
hôïp lyù. Ngöôøi ta goïi ñoù laø keát caáu coâng
1-Boä phaän laép raùp (Moayô) ; 2- ngheä ñuùc.
Vaønh chòu löïc ; 3-Vaùch lieân keát.
2.2 Nguyeân taéc thieát keá keát caáu vaät ñuùc.
Thieát keá moät keát caáu phaûi thoûa maõn moät soá nguyeân taéc sau:
2.2.1 Thieát keá keát caáu thoaû maõn chaát löôïng hôïp kim:
Hôïp kim ñuùc khi chuyeån töø traïng thaùi loûng sang
ñaëc trong khuoân chòu aûnh höôûng lôùn cuûa keát caáu vaät d1
ñuùc. Khi keát caáu khoâng hôïp lyù seõ gaây khoù khaên cho
vieäc choïn höôùng keát tinh vaø deã gaây ra khuyeát taäp ñuùc.
- Keát caáu choáng xuaát hieän roã co: Nôi xuaát hieän roã
co laø nôi taäp trung kim loaïi nhieàu hôn xung quanh noù.
Ñeå ñaùnh giaù löôïng kim loaïi taäp trung nhieàu hay ít ngöôøi d2
ta duøng khaùi nieäm voøng troøn nhieät. Treân hình 1-6 bieåu
dieãn caùc voøng troøn nhieät coù ñöôøng kính khaùc nhau.
Neáu söï cheânh leäch ñöôøng kính cuûa voøng troøn lôùn
seõ deã xuaát hieän roã co ôû vuøng coù ñöôøng kính lôùn nhaát. Hình 1-6
Bieåu dieãn voøng troøn nhieät 14
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn
Theo kinh nghieäm, neáu trong cuøng keát caáu, khi d1/d2 >1,5 laø khoâng hôïp lyù.
Khi xaùc ñònh tröôùc ñöôïc höôùng keát tinh vaø vò trí cuûa chaân ñaäu ngoùt thì voøng troøn
nhieät caøng leân treân phaûi
daàn daàn lôùn hôn ñeå phaùt huy khaû naêng boå ngoùt.
Neân giaûm bôùt löôïng kim loaïi taäp trung ôû nhöõng phaàn
khoâng caàn thieát ñeå traùnh roã co (hình 1-7).
Nhöõng keát caáu coù daïng oáng (moayô) khi ñuùc phaûi
ñaët loõi ñeå taïo loã, caàn choïn ñöôøng kính trong vaø ngoaøi hôïp lyù
(hình 1-8) ñeå taän duïng khaû naêng tích nhieät cuûa loõi. Neáu loã
quaù nhoû so vôùi chieàu daøy thaønh oáng thì khaû naêng ñoâng ñaëc
taïi ñoù seõ chaäm hôn vaø deã xuaát hieän roã co. Thöôøng ngöôøi ta
choïn tyû leä ñöôøng kính ngoaøi D vaø ñöôøng kính trong d theo: Hình 1-7 d> D/2 D
- Keát caáu choáng xuaát hieän öùng suaát dö.
Xeùt veà maët keát caáu, öùng suaát dö sinh ra do
nguoäi khoâng ñoàng ñeàu ôû caùc phaàn trong cuøng vaät
ñuùc, do keát caáu ñoù coù ñoä co chieàu daøi lôùn. Do ñoù, ñeå d
choáng xuaát hieän roã co phaûi tuaân theo caùc ñaëc ñieåm sau:
Xeùt veà maët keát caáu, öùng suaát dö sinh ra do
nguoäi khoâng ñoàng ñeàu ôû caùc phaàn trong cuøng vaät
Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh
ñuùc, do keát caáu ñoù coù ñoä co chieàu daøi lôùn. Do ñoù, ñeå Hình 1-8
choáng xuaát hieän roã co phaûi tuaân theo caùc ñaëc ñieåm sau: Thaønh ngoaøi (mm) 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 Thaønh trong (mm) 5 6 8 10 12 12 14 16 18 22
Tæ soá chieàu daøi thaønh Kích thöôùc A/a 1,75 A/a >1,75 A A L C= 0,6 A L  6(c-a) r r A  a r  4 c a a A  a R  R R 2 15
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn A A L C= 0,6A r L  4(c-a) r A  a r  4 a a c R A  a R  2 r L L  4(0,6A-a) a A a A A  a R r  4 L r A  a A a A R  a 2
Hình 1-9 Keát caáu chuyeån tieáp
Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh Thaønh cong gaân a) Nan hoa nghieâng Nan hoa cong c) b) . Hình 1-10
Keát caáu choáng co chieàu daøi vaø bieán daïng. 16
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn
Traùnh caùc keát caáu coù ñoä co chieàu daøi lôùn deã gaây ra bieán daïng hoaëc thaäm chí phaù
huûy baèng caùch taïo caùc gaân cöùng vöõng, thieát keá nhöõng thanh coù ñoä cong hôïp lyù, nhöõng keát
caáu coù nan hoa neân laø soá leû hoaëc daïng nan hoa cong, nghieâng moät goùc so vôùi maët phaúng ngang (hình 1-10).
2.2.2 Thieát keá keát caáu baûo ñaûm coâng ngheä laøm khuoân:
Coâng ngheä laøm khuoân goàm caùc nguyeân coâng cô baûn nhö: ñaàm chaët hoãn hôïp, ruùt
maãu, laøm loõi vaø laép raùp loõi, laép khuoân. Coâng ngheä laøm khuoân caøng ñôn giaûn, chaát löôïng
vaät ñuùc caøng cao. Keát caáu vaät ñuùc hôïp lyù phaûi thoaû maõn caùc ñieåm sau ñaây:
- Keát caáu phaûi ñaûm baûo choïn höôùng ruùt maãu deã daøng, hoaëc chæ phaân boá trong moät
loøng khuoân, hoaëc khoâng phaûi laøm maãu rôøi...
Treân hình 1-11 giôùi thieäu caùc keát caáu hôïp lyù vaø khoâng hôïp lyù khi ruùt maãu.
Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh b) a) Hình 1-11
Hình a, b. Beân traùi khoâng hôïp lyù. Beân phaûi hôïp lyù
- Keát caáu vaät ñuùc coù soá löôïng loõi caøng ít caøng toát, ñaûm baûo deã ñònh vò khi laép raùp
vaø deã phaù loõi khi dôõ khuoân, laøm saïch. a) b) Con maõ c) d) Hình 1-12. 17
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn
Treân hình 1-12 keát caáu (a) coù hai phaàn loã taùch bieät vaø moät loã phaûi ñaët coâng xoân. Coù
theå söûa laïi keát caáu ñoù nhö (b) maø khoâng coù aûnh höôûng gì ñeán khaû naêng chòu löïc, trong luùc
chæ caàn moät loõi lieàn cöùng vöõng vaø deã laép ñaët. Keát caáu (c) coù ba loõi cuõng coù theå söûa laïi
thaønh keát caáu coù moät loõi chung (d). Tuy vaäy, khoâng phaûi bao giôø cuõng ñuùng, vì neáu gheùp
quaù nhieàu seõ laøm loõi quaù phöùc taïp.
Keát caáu vaät ñuùc coù caùc maët bích
hoaëc phaàn nhoâ, neân thieát keá coù cuøng ñoä
cao vaø neân noái lieàn laïi neáu chuùng ôû gaàn
nhau ñeå deã laøm khuoân (traùnh phaûi laøm
maãu rôøi). Treân hình 1-13 keát caáu (a)
khoâng hôïp lyù, keát caáu (b) hôïp lyù hôn.
2.2.3 Thieát keá keát caáu thoaû maõn
coâng ngheä gia coâng cô vaø laép raùp. a) b) Hình 1-13
Haàu heát caùc vaät ñuùc ñieàu phaûi
qua gia coâng caét goït. Ñeå thuaän tieän cho
quaù trình caét goït, keát caáu vaät ñuùc phaûi thoûa maõn caùc ñieåm sau ñaây:
Ñaûm baûo gaù laép treân maùy vaø ñoà gaù chaéc chaén vaø thuaän tieän, chính xaùc. Thí duï treân
hình 1-14 keát caáu (a) khoâng theå gaù keïp ñeå gia coâng caùc maët A,B ñöôïc. Caàn coù theâm phaàn
C (b) ñeå duøng noù laøm maët ñònh vò khi keïp chaët treân maâm caëp maùy tieän. Vaáu gaù keïp
Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh R R z z b) a) Hình 1-14
Keát caáu khoâng gaây caûn trôû Rz
cho quaù trình caét goït. Treân nhöõng
maët phaúng hoaëc maët cong, neáu chæ
caàn gia coâng caét moät phaàn thì phaàn
ñoù phaûi nhoâ cao hôn moät löôïng ñoä
daøy baèng giaù trò löôïng dö gia coâng Hình 1-15 cô (hình 1-15).
Keát caáu ñaûm baûo giaûm löôïng gia coâng caét ñeå giaûm thôøi gian maùy khi caét. Thí duï
taêng theâm kích thöôùc loã ôû phaàn giöõa cuûa loã gia coâng vaø taïo ra noù baèng loõi. Khi gia coâng
chæ caàn caét hai ñoaïn ôû ñaàu vaø cuoái (hình 1-16a) 18
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn
Taïo nhöõng beà maët vuoâng goùc vôùi taâm loã khoan ñeå baûo ñaûm khoan loã chính xaùc. Thí
duï hai keát caáu treân hình 1-16b,c. Keát caáu (b) coù coâng ngheä khoan khoâng hôïp lyù, coøn keát caáu (c) hôïp lyù.
Chieàu daøy thaønh vaät ñuùc caàn phaûi ñeàu ñaën, neáu choã daøy vaø choã moûng khaùc nhau
quaù nhieàu thì khi keát tinh choã moûng ñoâng ñaëc vaø nguoäi tröôùc, choã daøy ñoâng ñaëc vaø nguoäi
sau deã gaây ra nöùt. Choã daøy deã sinh roã co. Ví duï phaûi thieát keá laïi thaønh vaät ñuùc cho hôïp lyù nhö hình 1-16 d. Rz Rz  b) c) a)
Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh d) Hình 1-16 19
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Chöông 3 THIEÁT KEÁ ÑUÙC
Thieát keá ñuùc laø moät khaâu quan troïng trong quaù trình saûn xuaát ñuùc. Ñaây laø moät söï
toång hôïp caùc kieán thöùc ñeå cuï theå hoaù treân ban veõ vaø tính toaùn trong thuyeát minh.
Ngöôøi ta caên cöù vaøo caùc yeáu toá sau ñeå thieát keá:
- Loaïi hôïp kim ñuùc: gang, theùp hoaëc hôïp kim maøu....
- Yeâu caàu kyõ thuaät cuûa chi tieát maùy goàm ñoä chính xaùc, ñoä boùng beà maët, chaát löôïng hôïp kim.
- Hình daïng vaø kích thöôùc keát caáu vaät ñuùc vaø khoái löôïng vaät ñuùc.
- Daïng saûn xuaát: ñôn chieác, haøng loaït hay haøng khoái.
Treân cô sôû ñoù choïn daïng saûn xuaát, phöông phaùp ñuùc vaø tieán haønh thieát keá ñuùc cuï theå.
Moãi moät phöông phaùp ñuùc, coù nhöõng neùt ñaëc tröng rieâng ñeå thieát keá ñuùc phuø hôïp.
Tuy nhieân, ñuùc trong khuoân caùt laø daïng ñuùc phoå bieán vaø cuõng coù nhöõng ñaëc tröng chung
cho quaù trình ñuùc, do ñoù ôû ñaây chæ taäp trung giôùi thieäu thieát keá ñuùc trong khuoân caùt.
3-1 Thaønh laäp baûn veõ ñuùc.
Baûn veõ ñuùc veà noäi dung khoâng phaûi laø baûn veõ cheá taïo, nhöng treân cô sôû baûn veõ naøy
ngöôøi ta thaønh laäp ñöôïc moät loaït caùc baûn veõ khaùc nhö: baûn veõ maãu, hoäp loõi, baûn veõ laép khuoân.
Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh
Ñeå thaønh laäp baûn veõ ñuùc, ngöôøi thieát keá phaûi döïa vaøo baûn veõ chi tieát maùy vaø tieán
haønh theo caùc böôùc sau ñaây:
3.1.1 Phaân tích keát caáu:
Nhö chöông hai ñaõ nghieân cöùu, khi thieát keá ñuùc cho moät chi tieát naøo ñoù phaûi tieán
haønh phaân tích keát caáu döïa vaøo nhöõng nguyeân taéc ñaõ xeùt.
Döïa vaøo baûn veõ chi tieát hoaëc vaøo moät chi tieát maùy saün coù ñeå phaân tích.
- Ñaàu tieân phaûi ñoïc kyõ baûn veõ, nhaän daïng ñuùng chi tieát, ghi nhaän nhöõng ñieàu kieän
kyõ thuaät ñaõ ghi trong baûn veõ chi tieát, vaät lieäu cheá taïo chi tieát, thaäm chí phaûi hình dung caû
vò trí cuûa chi tieát ñoù trong thieát bò, yeâu caàu chòu löïc vaø caùc yeâu caàu khaùc…
- Döï kieán tröôùc sô boä quy trình gia coâng caét goït chi tieát ñoù treân caùc loaïi maùy coâng
cuï. Xaùc ñònh nhöõng phaàn beà maët phaûi gia coâng, nhöõng maët chuaån coâng ngheä...
Quaù trình phaân tích keát caáu cho pheùp ñaùnh giaù tính hôïp lyù hoaëc chöa hôïp lyù cuûa keát
caáu vaät ñuùc töø ñoù neáu cho pheùp coù theå thay ñoåi moät phaàn keát caáu nhaèm:
+ Ñôn giaûn hoaù keát caáu taïo ñieàu kieän deã ñuùc hôn nhö löôïc boû caùc raõnh then, raõnh
luøi dao, caùc loã nhoû quaù khoâng ñaët loõi ñöôïc v.v...
+ Taêng hoaëc giaûm ñoä daøy thaønh vaät ñuùc, caùc gaân gôø, caùc phaàn chuyeån tieáp cho phuø
hôïp vôùi caùc nguyeân taéc ñaõ xeùt. Vieäc thay ñoåi noù chæ coù lôïi maø khoâng laøm aûnh höôûng ñeán
khaû naêng chòu löïc hoaëc ñieàu kieän laøm vieäc.
Caàn löu yù raèng, khoâng neân coi vieäc ñôn giaûn hoaù chi tieát maø laøm sai khaùc quaù möùc
keát caáu ban ñaàu cuûa chi tieát maùy. Coá gaéng sao cho hình daùng vaø kích thöôùc caøng gaàn vôùi
chi tieát maùy caøng toát. 20
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn