Bộ môn Kỹ Thuật Chế Tạo Máy
H-ớng dẫn thiết kế công nghệ đúc
1
Lời nói đầu
Nằm trong ch-ơng trình đào tạo đại học ngành cơ khí của tr-ờng đại học kỹ
thuật công nghiệp. Kỹ thuật chế tạo máy là môn học kỹ thuật cơ sở giới thiệu các
ph-ơng pháp chế tạo phôi và các chi tiết máy dùng trong ngành chế tạo máy và
nhiều ngành khác của nền kinh tế quốc dân. Môn học cung cấp những kiến thức cơ
bản về các quá trình sản xuất đúc, hàn và rèn dập, h-ớng dẫn cách thiết kế công
nghệ và chọn dụng cụ, thiết bị để thực hiện các quá trình công nghệ đó.
Để thực hiện đ-ợc mục tiêu nêu trên của môn học, gắn học với hành, cùng với
việc tiếp nhận các kiến thức qua ch-ơng trình học học tập lý thuyết theo các giáo
trình môn học, ng-ời học còn phải thực hiện các bài thí nghiệm và các bài tập thực
hành. Tài liệu bài tập môn học kỹ thuật chế tạo máy này giúp cho ng-ời học có cơ
sở và điều kiện thuận lợi để thực hiện đ-ợc các bài tập môn học đ-ợc giao trong
quá trình học tập, giúp ng-ời học làm quen và có khả năng thiết kế công nghệ chế
tạo các loại phôi và chi tiết máy có kết cấu t-ơng đối đơn giản.
Tài liệu đ-ợc một tập thể giảng viên của bộ môn Công nghệ kim loại biên
soạn, do PTS Lê Cao Thăng làm chủ biên. Phân công biên soạn nh- sau:
Phần I: H-ớng dẫn thiết kế công nghệ đúc
Mục A, B và C PTS Lê Cao Thăng
Mục D GV Bùi Ngọc Trân
Phần II: H-ớng dẫn thiết kế công nghệ rèn tự do
GV Vũ Đình Trung
Phần III: H-ớng dẫn thiết kế công nghệ dập thể tích trên máy búa
PTS Lê Cao Thăng
Phần IV: H-ớng dẫn thiết kế công nghệ hàn nóng chảy
GV Phạm Việt Bình
Để thuận tiện cho việc sử dụng, mỗi phần đ-ợc in thành một tập riêng.
Các tác giả mong những tập tài liệu này sẽ giúp ích cho sinh viên trong quá
trình học tập tại tr-ờng. Tài liệu cũng có thể dùng để tham khảo cho các bạn đồng

cho phù hợp với khả năng của sản xuất đúc
Khi thiết kế công nghệ một chi tiết đúc ta phải nghiên cứu bản vẽ chi tiết đúc
để hiểu hình dáng, kích th-ớc, điều kiện làm việc, vị trí của chi tiết trong máy, đặc
điểm của vật liệu chế tạo chi tiết cũng nh- yêu cầu về cơ lý tính của toàn bộ chi
tiết, của từng phần chi tiết, cách gia công chi tiết sau này v.v Tìm hiểu càng đầy
đủ thì bản thiết kế công nghệ càng có chất l-ợng tốt, sản phẩm đúc ra sẽ đạt đ-ợc
hiệu quả kinh tế cao, vật đúc ít bị h- hỏng.
1. Đọc bản vẽ chi tiết đúc:
Muốn hình dung đ-ợc chi tiết phải đọc kỹ bản vẽ. Đó là đòi hỏi tr-ớc tiên đối
với ng-ời thiết kế công nghệ đúc. Khi hình dung đ-ợc chi tiết đúc một cách đầy đủ
mới có điều kiện để chọn mặt phân khuôn, ráp khuôn, thiết kế lõi, đậu ngót và hệ
thống rót, vật làm nguội, l-ợng d- gia công và l-ợng d- công nghệ một cách thích
hợp nhất đối với quy mô sản xuất và trang thiết bị hiện có của phân x-ởng.
2. tìm hiểu điều kiện làm việc của chi tiết :
Nghiên cứu điều kiện làm việc của chi tiết đúc để có thể đề ra các biện pháp
thích hợp trong quá trình chế tạo vật đúc. Ví dụ khi đúc các thân máy công cụ, các
Bộ môn Kỹ Thuật Chế Tạo Máy
H-ớng dẫn thiết kế công nghệ đúc
3
sống tr-ợt là bộ phận rất quan trọng không cho phép có khuyết tật đúc thì phải đặt
phần này nằm ở khuôn d-ới v.v
3. nghiên cứu đặc điểm của vật liệu chế tạo và yêu cầu
về cơ lý tính của chi tiết :
Mỗi hợp kim đúc đều có đặc điểm riêng về tính đúc, do đó khi thiết kế công
nghệ cần phải chú ý để có biện phám công nghệ thích ứng (ví dụ để l-ợng trừ co ở
mẫu khác nhau t-ơng ứng với mỗi hợp kim đúc; Chú ý thiết kế hệ thống rót có khả
năng điền đầy vật đúc đối với các hợp kim có độ chảy loãng kém; Có biện pháp
chống nứt vật đúc đối với các hợp kim truyền nhiệt kém). Dùng ph-ơng pháp đúc
đạt độ chính xác cao để đảm bảo kích th-ớc của chi tiết đúc ra đáp ứng đ-ợc đúng
yêu cầu của bản vẽ mà không cần gia công cơ khí với các hợp kim khó gia công cơ

4
- Nếu vì nguyên nhân nào đó những mặt gia công quan trọng bắt buộc phải
đặt quay về phía trên thì phải tạo mọi điều kiện để những khuyết tật đúc (rỗ
co, rỗ xỉ, rỗ khí ) chỉ sinh ra ở những phần của vật đúc mà khi đúc có thể
cắt bỏ đi (đậu hơi, đậu ngót, phần gia công cơ khí )
- Những vật đúc bằng hợp kim có độ co lớn khi đông nguội thì khi rót phải
đặt ở vị trí có thể đảm bảo cho h-ớng đông của kim loại trong khuôn về
phía bổ ngót cho đậu ngót.
- Đặt những phần vật đúc có thành mỏng và rộng ở phía d-ới của khuôn hoặc
nằm nghiêng lúc rót để tránh các khuyết tật nh- thiếu, khớp của vật đúc.
2. chọn vị trí của mẫu khi làm khuôn, chọn mặt
ráp khuôn và mặt phân mẫu:
Việc chọn vị trí của mẫu khi làm khuôn cũng nh- mặt ráp khuôn có ảnh
h-ởng lớn đến quá trình kỹ thuật làm khuôn và độ chính xác của vật đúc. Chọn
mặt ráp khuôn nên căn cứ vào các chỉ dẫn sau đây:
- Đảm bảo cho quá trình làm khuôn đ-ợc dễ dàng, thuận lợi (rút đ-ợc mẫu
ra khỏi khuôn dễ dàng sau khi làm khuôn đảm bảo cho việc sửa khuôn
đ-ợc thuận tiện, việc thao tác khi làm khuôn và khi lắp đ-ợc dễ dàng ).
Muốn vậy nên chọn mặt ráp khuôn qua tiết diện lớn nhất; chọn sao cho
lòng khuôn rộng và lòng khuôn trên nên chọn nông hơn lòng khuôn d-ới
để giảm chiều cao và trọng l-ợng của nửa khuôn trên.
- Mặt ráp khuôn và vị trí của mẫu trong khuôn nên chọn sao cho kết cấu của
mẫu đơn giản, càng ít phần lắp rời càng tốt để giảm chi phí chế tạo mẫu và
khuôn, đảm bảo độ bền và cứng vững của mẫu.
- Mặt ráp khuôn và vị trí của mẫu trong khuôn nên chọn sao cho khuôn chỉ
có một mặt ráp khuôn và mặt ráp khuôn này đồng thời là mặt phân mẫu,
điều đó làm cho cấu tạo khuôc đúc đơn giản, cho phép làm khuôn cả trên
máy và vật đúc đạt độ chính xác. Để thực hiện chỉ dẫn này có tr-ờng hợp
ng-ời ta dùng thêm các lõi để tạo hình bề mặt bên phức tạp của vật đúc
(Hình 1).

của khe hẹp hay thành cần đảm bảo kích th-ớc chính xác thì mặt ráp khuôn
phải chọn sao cho những phần này cùng nằm trong một hòm khuôn để các
Hình 2
-
Khuôn giá đỡ với mặt ráp khuôn gấp khúc
a) Không đúng- ụ cát 1 treo ở nửa khuôn trên
b)
Đúng
-
ụ cát 2 nằm ở nửa khuôn d-ới
Hình 1
-
Làm khuôn đế bàn xoay của máy
a) Chi tiết; b) Khuôn
Bộ môn Kỹ Thuật Chế Tạo Máy
H-ớng dẫn thiết kế công nghệ đúc
6
kích th-ớc của các phần này không hoặc ít bi thay đổi nhất khi hòm khuôn
bị xê dịch (Hình 4).
- Mặt ráp khuôn và vị trí của khuôn đ-ợc chọn sao cho mặt chuẩn gia công
nên nằm trong một hòm khuôn, không có mặt ráp cắt ngang và tốt nhất là
bố trí đ-ợc mặt chuẩn và các mặt gia công theo chuẩn đó trong cùng một
hòm khuôn.
Ngoài ra mặt ráp khuôn và vị trí mẫu trong khuôn cũng phải chú ý bảo đảm dễ
lắp ráp khuôn, dễ sửa chữa, dễ kiểm tra và dễ sấy.
3. thành vật đúc- thiết kế chuyển tiếp thành vật đúc
Thành vật đúc nối liền các bộ phận làm việc cơ bản của vật đúc với nhau tạo
nên một kết cấu vững chắc. Chiều dày thành vật đúc đ-ợc thiết kế không chỉ dựa
vào yêu cầu làm việc của chúng mà còn phải đảm bảo đ-ợc khả năng có thể đúc
đ-ợc. Dùng hợp kim có độ chảy loãng cao có thể đúc đ-ợc những vật đúc có thành

đúc bằng gang xám và bằng thép.
- Bảng B4 sai lệch cho phép về chiều dày thành và gân không gia công
của vật đúc bằng gang xám.
- Bảng B5 sai lệch cho phép về khối l-ợng của vật đúc bằng gang xám.
Để xác định đ-ợc sai lệch về kích th-ớc và khối l-ợng vật đúc tr-ớc hết cần
xác định đ-ợc cấp chính xác vật đúc. Tuỳ theo độ chính xác yêu cầu, tất cả các vật
đúc đ-ợc chia ra làm ba cấp chính xác. Độ chính xác cấp I dùng cho sản xuất hàng
loạt lớn, sử dụng mẫu kim loại và máy để làm khuôn đúc. Độ chính xác cấp II dùng
cho sản xuất hàng loạt vừa. Độ chính xác cấp III là sản xuất đơn chiếc, làm khuôn
bằng tay với mẫu gỗ.
Số l-ợng sản phẩm cần đúc là thông số quan trọng để đ-a vào đó mà định ra
dạng sản xuất. Với các vật đúc cỡ nhỏ (khối l-ợng < 100 kg) và cỡ trung bình (khối
l-ợng đến 500 kg) số l-ợng cần thiết để tổ chức sản xuất theo dạng sản xuất hàng
loạt lớn là trên 1000 vật đúc, hàng loạt vừa là từ 100 đến 1000 vật đúc, sản xuất
đơn chiếc và loạt nhỏ là d-ới 100 vật đúc. Với các vật đúc cỡ lớn (khối l-ợng trên
500 kg) số l-ợng vật đúc cần thiết để tổ chức sản xuất theo các loại hình trên có thể
lấy giảm đi 20
40 % so với tr-ờng hợp các vật đúc trung bình và nhỏ.
Trong các bảng kể trên giới hạn sai lệch trên của vật đúc là độ sai khác giữa
kích th-ớc (hay khối l-ợng) cho phép lớn nhất và kích th-ớc (hay khối l-ợng) danh
nghĩa trên bản vẽ và đ-ợc ghi bằng dấu (+). Giới hạn sai lệch d-ới là độ sai khác
giữa kích th-ớc (khối l-ợng) danh nghĩa với kích th-ớc (khối l-ợng) cho phép bé
nhất và đ-ợc ghi bằng dấu (-).
4.2. l-ợng d- gia công cơ khí:
L-ợng d- gia công cơ khí là phần kim loại để dôi ra trên các bề mặt của vật
đúc để sau khi gia công cơ khí cắt bỏ lớp kim loại này đi sẽ nhận đ-ợc chi tiết máy
có độ chính xác kích th-ớc và độ bóng bề mặt yêu cầu. Khi chọ giá trị l-ợng d- gia
công cơ khí cần căn cứ vào cấp chính xác của vật đúc, vị trí bề mặt cần để l-ợng d-
khi đúc, độ phức tạp của loại hợp kim đúc. Ngoài ra l-ợng d- gia công cơ khí đ-ợc
chọn cũng cần căn cứ vào loại hợp kim đúc, kích th-ớc vật đúc, dạng sản xuất.

mặt vật đúc và th-ờng làm giảm 30
60 % tốc độ cắt gọt, kéo dài thời gian gia
công.
4.3. l-ợng trừ co:
Các bảng l-ợng d- gia công kể trên không tính đến l-ợng d- cần thiết để bù
trừ cho sự biến dạng của vật đúc, sự thay đổi kích th-ớc do vật đúc bị cong vênh,
cũng nh- không tính đến sự co ngót. Trong thực tế khi kết tinh và làm nguội vật
đúc bao giờ cũng bị co ngót. Bảng B9 trình bày những trị số của độ co theo chiều
dài của các hợp kim đúc khác nhau. Các trị số nhỏ dùng cho các vật đúc có lõi lớn,
có các ụ cát và các phần lõi cản trở sự co, các trị số lớn dùng cho các vật đúc đơn
giản, co tự do.
Khi chế tạo các vật đúc có kích th-ớc lớn từ các hợp kim co nhiều cần phải
xác định chính xác l-ợng co, vì nếu sai sót nhỏ trong đánh giá l-ợng co cũng có thể
gây ra sai lệch lớn về kích th-ớc, sai lệch lớn nh- vậy không thể dồn đ-ợc trong
giới hạn của l-ợng d- gia công. Do đó có thể phải loại bỏ vật đúc hoặc phải sửa
chữa rất tốn kém. Sai số về độ co không chỉ làm thay đổi các kích th-ớc dài của vật
đúc mà còn làm xê dịch các riêng biệt so với vị trí quy định trên bản vẽ, dẫn tới kết
quả là sau khi gia công vật đúc có chiều dày thành không đều, các lỗ khoan có thể
bị xê dịch so với các vấu để bắt bu lông
L-ợng co phụ thuộc vào loại hợp kim, hình dáng vật đúc, chiều dài vật đúc,
chiều dày thành kim loại và độ rắn của khuôn, nhiệt độ của hợp kim rót vào. tuỳ
theo hình dáng vật đúc, độ co theo các h-ớng khác nhau cũng có thể khác nhau.
Bộ môn Kỹ Thuật Chế Tạo Máy
H-ớng dẫn thiết kế công nghệ đúc
9
Nh-ng để đơn giản hoá ở bản vẽ mẫu ng-ời ta quy định một l-ợng co đối với toàn
bộ vật đúc.
4.4. l-ợng d- công nghệ:
L-ợng d- công nghệ bao gòm l-ợng d- khi đúc các lỗ, rãnh, chỗ hõm và các
phần rỗng, l-ợng d- do độ nghiêng của các thành vật đúc sinh ra, l-ợng d- ở chỗ

vật đúc (cộng trừ);
c) Độ xiên tạo nên do làm giảm chiều dày thành vật đúc (trừ)



Bộ môn Kỹ Thuật Chế Tạo Máy
H-ớng dẫn thiết kế công nghệ đúc
10
Tuỳ theo tính chất của bề mặt vật đúc (gia công hay để thô) và cách nối ghép
nó với các chi tiết khác, đồng thời tuỳ thuộc vào sai lệch cho phép về kích th-ớc mà
có thể tạo dộ xiên theo các cách khác nhau (Hình 5).
Đối với các mặt không gia công, độ xiên thành vật đúc th-ờng đ-ợc chọn nh-
sau:
Cộng khi chiều dày của thành bên nhỏ hơn 8
Cộng trừ khi chiều dày của thành bên nằm trong khoảng 8
12
Trừ khi chiều dày của thành bên lớn hơn 12
Đối với các mặt gia công, độ xiên cộng đ-ợc tính thêm vào l-ợng d- gia
công quy chuẩn. Độ xiên trên các bộ phận của mẫu để tạo nên những ụ cát trong
khuôn hoặc những gân mỏng có thể tăng lên 50
100 %, nh-ng không quá 3
0
(xem
bảng B11).
4.4.3. l-ợng d- ở những chỗ cắt đậu ngót của vật đúc:
Với các vật đúc bằng các hợp kim có độ co lớn (ví dụ vật đúc thép) cần phải
đặt đậu ngót để bù ngót cho vật đúc, phần đậu ngót sẽ đ-ợc cắt bỏ khỏi vật đúc sau
khi đúc. L-ợng d- ở những chỗ cắt đậu ngót tuỳ thuộc chiều rộng hoặc đ-ờng kính
của đậu ngót phải cắt (xem bảng B12
).

0,3 chiều dày S của thành vật
đúc (nh-ng không đ-ợc nhỏ hơn 2,5
3 mm),
Hìn
h 7
-
Côn nạp liệu
Độ co t?nh toán 1,5%
Thanh giằng
Hình 8
-
Vật đúc thép
-
phần phía sau gầu xúc
Hình 9
-
Gân chống nứt
trên các vật đúc bằng thép
Bộ môn Kỹ Thuật Chế Tạo Máy
H-ớng dẫn thiết kế công nghệ đúc
12
chiều cao h của gân bằng 1 2,5s, còn chiều dài l bằng 4 5s.
4.4.5. l-ợng d- để bù trừ vật đúc bị biến dạng và
co theo một số h-ớng sai lêch với dự tính:
Có thể thấy rõ vao trò của l-ợng d- để bù trừ cho sự biến dạng của vật đúc qua
một số ví dụ sau:
- Khi chế tạo các vật đúc có bích ở các đầu mút (xem hình vẽH.10a,b) thì sau
khi gia công mặt bích th-ờng có chiều dày nhỏ hơn so với bản vẽ. Nguyên nhân là
do có lực cản lớn của khuôn đúc giữa hai mặt bích làm giảm độ co theo h-ớng
thẳng góc với bích. Vì thế khi gia công cơ khí để đảm bảo kích th-ớc khoảng cách

đánh động để rút mẫu ra khỏi khuôn:
Do hai phần khuôn không áp sát nhau sau khi ráp khuôn nên chiều dày của
thành nằm song song với mặt phẳng ráp khuôn có thể lớn hơn so với kích th-ớc ghi
trên bản vẽ. Để bù trừ cho việc thành vật đúc dày lên do đánh động khi rút mẫu ra
hoặc do khuôn bị phình ng-ời ta th-ờng làm giảm bớt các kích th-ớc t-ơng ứng ở
mẫu một l-ợng nào đó (xem bảng B12
). L-ợng d- âm bù trừ cho thành vật đúc bị
dày thêm ở mặt phẳng ráp khuôn đ-ợc xác định bằng cách lấy các số liệu trong
bảng B12 nhân với hệ số 1,2 (khi làm khuôn bằng tay ở các hòm khuôn) hoặc nhân
với hệ số 1,5 (khi làm khuôn bằng trên nền).
5. Thiết kế lõi:
5.1. Hình dáng của lõi:
Hình dáng của lõi về cơ bản t-ơng ứng với hình dáng phần rỗng trong vật đúc.
Khi thiết kễ công nghệ đúc phải xác định đ-ợc hình dáng lõi, số l-ợng lõi tạo nên
hốc rỗng bên trong vật đúc, mặt tiếp giáp giữa các lõi và thiết kế hộp lõi.
Khi xác định hình dáng lõi và số l-ợng lõi cần thiết để tạo hốc rỗng bên trong
vật đúc cần l-u ý một số vấn đề sau:
- Sử dụng nhiều lõi (chia lõi ra nhiều phần) sẽ làm tăng số l-ợng các bộ phận
hợp thành khuôn, tăng số l-ợng hộp lõi, đồ gá và d-ỡng để chế chế tạo lõi,
tăng các nguyên công để làm và lắp ghép lõi. Đây là điều không mong
muốn của ng-ời thiết kế cũng nh- ng-ời sản xuất.
- Nh-ng xét ở mặt khác việc phân chí lõi ra nhiều phần cũng tạo ra những
thuận lợi, chủ yếu là:
+ Làm đơn giản hình dáng các lõi nên chế tạo hộp lõi đỡ phức tạp.
+ Có thể dùng một loại hộp lõi để chế tạo các lõi t-ơng tự nhau trên cơ sở bổ
sung thêm một số tấm lót thay đổi đ-ợc nên giảm chi phí chế tạo bộ mẫu, có
thể đạt đ-ợc hiệu quả kinh tế khi chuyển sang làm khuôn trên máy với hộp lõi
kim loại ngay cả khi loaị sản xuất không lớn lắm.
+ Có thể tạo ra các mặt phẳng ở các lõi để đặt dễ dàng và chắc chắn trên các
tấm sấy có hình dáng đơn giản mà không phải dùng các khay sấy định hình

- Đặt 8 lõi L
3
tạo vành răng sau khi kiểm tra chính xác, đầm chặt cát đệm ở
ngoài để cố định lõi với hòm khuôn giữa.
- Đặt 8 lõi L
4
.
- Đặt 8 lõi L
5
đối diện với L
2
.
- Rút trục và đặt ống rót vào, sau đó đầm chặt cát ở hòm trên, tạo đậu ngót.
Hình 11
-
Khuôn đúc bánh xe
thép đĩa kép;
1. Ruột dạng cung; 2,3. Ruột
dạng cung chế tạo riêng, sấy
xong dán liền, cần dùng d-ỡng
kiểm độ cao khi ráp vào ruột 1;
4. Ruột giữa; 5. Ruột phụ để rót
xi phông
Hình 12
-
Đúc bánh răng trong khuôn ghép toàn bằng lõi
Bộ môn Kỹ Thuật Chế Tạo Máy
H-ớng dẫn thiết kế công nghệ đúc
15
Nh- vậy khi thiết kế hình dạng lõi cần xem xét cân nhắc để chọn ph-ơng án

và đầu gác lõi nên chú ý tới các chỉ dẫn sau:
- Cần tránh thiết kế các lõi (đặt nằm ngang hoặc thẳng đứng) có chiều dài
quá lớn, vừa có độ bền kém lại khó lắp đặt vững chắc trong khuôn. Trong
tr-ờng hợp bắt buộc phải dùng các lõi dài thì phải tăng c-ờng độ ổn định
vững chắc cho lõi bằng cách đỡ lõi nhờ đầu gác phụ hay mã đỡ. Với những
lõi đặt đứng có chiều cao lớn hơn đ-ờng kính 2,5 lần trở lên thì th-ờng phải
mở rộng đầu gác phía d-ới theo hình nấm ng-ợc (H.15).
- Tránh thiết kế lõi phải treo ở các phần trên của khuôn, nếu có thể đ-ợc nên
thay thế những lõi này bằng những lõi có đầu gác mở rộng tựa lên khuôn,
vì rằng treo lõi và cố định lõi lên hòm khuôn trên là công việc khó khăn và
nặng nhọc, tốn thời gian gấp từ 3 đến 6 lần so với việc lắp đặt lõi thông
th-ờng. Lõi treo th-ờng đ-ợc cố định bằng vít hay dây thép (H.16a). Hình
Hình 14
-
Kết cấu đầu gác và ổ gác lõi thẳng đứng
Hìn
h 15
-
Cố định lõi trong khuôn:
Đầu gác lõi đ-ợc mở rộng ở phía
d-ới; phần trên lõi đ-ợc giữ chặt bằng
các mã đỡ
Hình 16
-
Các ph-ơng pháp
cố định lõi treo
Bộ môn Kỹ Thuật Chế Tạo Máy
H-ớng dẫn thiết kế công nghệ đúc
17
H.16b là lõi có đầu gác mở rộng, tựa vào phần d-ới của khuôn. Loại này

, còn đối với khuôn khô K = 25 N/cm
2
.
Hình 17
-
Bố trí các đầu gác
để tránh lõi bị nghiêng đổ;
a) Đầu gác có đối trọng;
b) Đầu gác có khó hãm;
c) Lõi chung đầu gác
Hình 1
8
-
Cố định lõi và
thoát hơi lõi 1, 3 qua lõi 2 ra
ngoài; 4- Lõi phụ
Bộ môn Kỹ Thuật Chế Tạo Máy
H-ớng dẫn thiết kế công nghệ đúc
18
Vậy đối với khuôn t-ơi điều kiện trên đ-ợc viết là:
P < 2,5 .n .f
Từ đó có thể tính đ-ợc số mã đỡ cần thiết:
f
P
n
4,0

Trong tr-ờng hợp không dùng mã đỡ mà mở
rộng chân đầu gác (H.19) thì điều kiện để cho lõi
không bị kim loại lỏng đẩy nổi lên đ-ợc biểu thị

lực đẩy nổi lõi
Hình 20
-
Kết cấu khóa đối với các ruột nằm ngang;
a) Khóa vòng; b) Khóa có một mặt vát; c) Khóa có hai mặt vát;
d) Khóa hình thang; Khóa a và d ngăn ruột xoay và xê dịch theo
trục; Khóa b và c chỉ ngăn ruột xoay
Bộ môn Kỹ Thuật Chế Tạo Máy
H-ớng dẫn thiết kế công nghệ đúc
19
Hình dáng và hình thức đầu lõi cũng phải đảm bảo không bịt kín đ-ờng 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 rabởi trọng l-ợng của lõi và áp suất
của chất lỏng v-ợt quá giới hạn cho phép.
5.2.3. kích th-ớc đầu gác và ổ gác lõi, khe hở giữa chúng:
- Kích th-ớc đầu gác và ổ gác lõi đ-ợc trình bày trong các bảng B13 và B14.
cũng có thể dùng số liệu ở các bảng B15, B16, B17.
Thông th-ờng lấy đ-ờng kính làm thông số cơ bản đối với các đầu gác hình
trụ. Các lõi nằm ngang đ-ợc chia làm ba loại:
I. Lõi có đầu gác d-ới
II. Lõi không có đầu gác d-ới
III.Lõi cần đầu gác dài (do lõi dài hoặc nặng) (xem B13)
Các lõi thẳng đứng đ-ợc chia ra:
I. Lõi cứng vững, khi tỷ số giữa chiều cao và đ-ờng kính bằng 1 (xem B14)
II. Lõi không vững, khi tỷ số lớn hơn 1.
Nói chung không nên lấy kích th-ớc đầu gác lớn vì làm tăng trọng l-ợng của
lõi.
- Khe hở giữa đầu gác lõi và ổ gác có ảnh h-ởng lớn đến độ chính xác của vật
đúc. Khe hở càng lớn càng dễ lắp ráp lõi vào khuôn nh-ng độ chính xác của vật
đúc càng kém. Thực ra trị số khe hở là vấn đề phức tạp vì nó không chỉ phụ thuộc

dễ chế tạo vì chúng nằm trên mặt ráp
khuôn, có khả năng lọc xỉ khá và điền
đầy khuôn tốt cho phép nhận đ-ợc các
vật đúc có chất l-ợng nên đ-ợc dùng
phổ biến.
- Kiểu hệ thống rót kim loại vào khuôn đúc từ trên xuống (H.23) có lợi là
nhiệt độ phần vật đúc phía trên cao hơn các phần nhiệt độ còn lại, tạo
h-ớng đông thuận lợi để bổ ngót cho vật đúc, nhất là khi đúc các hợp kim
có độ co lớn. Hệ thống rót loại này th-ờng có khối l-ợng bé hơn các kiểu
Hình 22
-
Rót vào bên
hông vật đúc
Hình 23
-
Sơ đồ hệ thống rót trên xuống;
a) Rót trực tiếp qua một rãnh dẫn; b,c) Rót qua vài rãnh dẫn nhỏ;
d) Rót trên xuống có dùng mạng lọc; đ) Rót trên xuống kiểu m-a rơi;
e) Rót trên xuống qua rãnh dẫn hình nêm; g) Rót trên xuống dùng cốc nút.
1-Cốc rót; 2- ống rót; 3- Vật đúc; 4- Mạng lọc;
5- Rãnh lọc xỉ vòng; 6- Đậu ngót; 7- Đậu hơi; 8- Nút.
Bộ môn Kỹ Thuật Chế Tạo Máy
H-ớng dẫn thiết kế công nghệ đúc
21
hệ thống rót khác. loại này có nh-ợc điểm là nếu lòng khuôn cao thì khuôn
đúc rất dễ bị vỡ do tác dụng của dòng kim loại rơi từ trên cao vào khuôn.
Vì thế kiểu hệ thống rót này chỉ nên dùng đúc các vật có chiều cao không
lớn lắm và không có yêu cầu cao về chất l-ợng và yêu cầu gia công cơ khí
ít (các loại đĩa, tạ ). Để khắc phục mặt nh-ợc điểm của kiểu hệ thống rót
này, ngoài kết cấu thông th-ờng có thể dùng các kết cấu hệ thống rót rót

Hình 2
5
-
ph-ơng pháp
rót
thân tuabin
hơi bằng gang dẫn kim loại vào 2 tầng.
1-Cốc rót; 2- ống rót; 3- Rãnh dẫn phía
trên; 4- Rãnh dẫn lọc xỉ phía trên;
5- Rãnh dẫn; 6- Rãnh lọc xỉ phía d-ới.
Bộ môn Kỹ Thuật Chế Tạo Máy
H-ớng dẫn thiết kế công nghệ đúc
22
- Kiểu hệ thống rót nhiều tầng dùng khi đúc những vật đúc cao và dầy. Khi
đó kim loại lỏng đ-ợc dẫn chảy vào khuôn đúc ở một số độ cao khác nhau,
tuần tự theo các hàng rãnh dẫn nằm ở d-ới rồi lên các mức cao dần, nhờ
vậy kim loại điền đầy khuôn êm và đồng đều. Hình vẽ H.25 giới thiệu kiểu
hệ thống rót khi đúc thân tuabin: kim loại đ-ợc dẫn vào khuôn từ d-ới lên
qua một loạt rãnh dẫn mỏng. Khi kim loại trong vật đúc dâng lên đến đậu
ngót thì sẽ bắt đầu có kim loại nóng chảy bổ sung vào qua rãnh dẫn 3.
6.1.2. chọn vị trí dẫn kim loại vào khuôn:
Khi chọn vị trí dẫn kim loại vào khuôn nên theo các chỉ dẫn sau:
- Với vật đúc bằng gang xám nên dẫn vào chỗ thành mỏng để đảm bảo cho
các thành dày mỏng của vật đúc kết tinh và nguội đồng đều, không bị
nứt do ứng suất nhiệt.
- Với vật đúc có dạng tròn xoay nên dẫn kim loại chảy tiếp tuyến với thành
khuôn theo cùng một chiều.
- Với vật đúc khối l-ợng d-ới 1,5 tấn, có chiều dài nhỏ hơn 3m có thể dẫn
kim loại vào một thành bên, còn nếu vật đúc dài hơn 3m thì nên dẫn kim
loại vào giữa để kim loại chảy đều ra hai bên.

H-ớng dẫn thiết kế công nghệ đúc
23
ở đây: C Chiều cao của vật đúc, cm, đo từ điểm thấp nhất đến diểm cao
nhất theo vị trí khi rót.
Tốc độ dâng bé nhất cho phép (cm/s) phụ thuộc vào chiều dày thành vật đúc
và có giá trị nh- sau (với vật đúc gang) :
- Chiều dày thành vật đúc 4mm [v] = 3 10 cm/s
- Chiều dày thành vật đúc 4 10 mm [v] = 2 3 cm/s
- Chiều dày thành vật đúc 10 40 mm [v] = 0,3 1 cm/s
Thời gian rót t tính đ-ợc theo công thức trên phải đ-ợc kiểm tra lại để đảm
bảo điều kiện tốc độ dâng kim loại trong khuôn không đ-ợc nhỏ hơn tốc độ dâng
cho phép [v].
Sau khi xác định đ-ợc thời gian rót khuôn hợp lý t, ta tính diện tích tiết diện
chỗ hẹp nhất của hệ thống rót F
min
, xác định l-ợng kim loại chảy trong một đơn vị
thời gian qua hệ thống rót theo công thức sau:
t
G
h
t
thZ
G
F
tbtb
.
31,0.31,0
min



0
- áp suất thuỷ tĩnh ban đầu lớn nhất, cm;
P- chiều cao vật đúc trên rãnh dẫn, cm;
C- chiều cao của vật đúc ở vị trí rót, cm;
6.3.2. Tính toán hệ thống rót dựa vào biểu đồ;
Đối với các vật đúc bằng gang có thể sử dụng biểu đồ để xác định tổng diện
tích rãnh dẫn cho vật đúc. Ph-ơng pháp này cho phép rút ngắn thời gian tính toán.
Thí dụ vật đúc có khối l-ợng 1000kg, chiều dày thành 15mm, cột áp trung
bình 60cm. Hãy dùng biểu đồ (H.27) để xác định tổng diện tích tiết diện rãnh
dẫn(cm
2
). Để thực hiện nhiệm vụ này ta làm nh- sau:
Từ điểm nằm trên trục hoành phía phải của biểu đồ ứng với khối l-ợng của vật
đúc vạch đ-ờng thẳng góc đến gặp đ-ờng xiên ứng với thành dày S, từ đó kẻ đ-ờng
nằm ngang đến gặp đ-ờng xiên ứng với áp suất thuỷ tĩnh h
tb
ở phía trái của biểu đồ.
H
ình 26
-
Sơ đồ vị trí
vật đúc trong khuôn
Bộ môn Kỹ Thuật Chế Tạo Máy
H-ớng dẫn thiết kế công nghệ đúc
24
Hình 27
-
Toán đồ Xôbôlev dùng để tính tổng diện tích rãnh dẫn
cho vật đúc gang (khuôn t-ơi)
h - cột áp tĩnh của kim

x
và ống rót ( F
r
) nh- sau:
- Đối với vật đúc bằng gang: F
d
: F
x
: F
r
= 1: 1,2 : 1,4
Nếu hệ thống có mạng lọc thì: F
d
: F
x
: F
m
: F
r
= 1: 1,2 : 1 : 1,2
( F
m
tổng diện tích các lỗ trên mạng lọc )
- Đối với vật đúc bằng thép:
Vật đúc đơn giản, thành dày : Fd : Fx : Fr = 1: 1,05 : 1
Vật đúc phức tạp, thành mỏng: Fd : Fx : Fr = 1: 1,1 : 1,2
Các thành phần của hệ thống rót đ-ợc giới thiệu trên hình vẽ H.28. Dung tích
cốc rót đối với vật đúc bằng gang xác định theo bảng B21. Cốc rót có dạng hình
nón cụt với độ côn 3
50 . Kích th-ớc các thành phần của hệ thống rót xác định