chương 16: Đặc điểm và các thao tác của quá trình làm khuôn bằng tay  Đặc điểm. - Có thể đúc được nhiều loại và dạng chi tiết có hình dạng đơn giản và phức tạp. - Độ chính xác của vật đúc không cao. - Điều kiện lao đông nặng nhọc. - Đòi hỏi công nhân tay nghề cao.  Các thao tác chu yếu của quá trình làm khuôn bằng tay. - Giã khuôn. + Chuẩn bị mẫu để làm khuôn. Lau sạch mẫu, nếu có chỗ sần sùi thì xoa m ột lớp grafit hoặc dầu hoả để chống dính bám hỗn hợp làm khuôn. Đặt mẫu l ên tấm đỡ mẫu đặt hòm khuôn, cần chú ý sao cho m ẫu nằm sâu cân đối trong hòm, tránh hiện tượng mẫu nằm quá sát thành hòm, vì như vậy lớp cát sẽ mỏng dễ gây ra rò khuôn khi rót kim lo ại lỏng. + Phủ đều lớp cát áo lên mặt mẫu. Chiều dày lớp cát áo thuộc vào c ỡ vật mẫu và trạng thái của khuôn khi rót. Với vật đúc là giá đỡ ổ trục tương đối lớn, chiều dày tối thiểu của lớp cát áo chọn trong khoảng 40 - 60 (mm) [8 - tr156]. Đầm chặt cát. Sau khi đủ cát áo, dùng xẻng xúc thêm cát đệm đổ vào hòm khuôn t ạo nên một lớp cát dầy khoảng 50 - 70 (mm) rồi mới giã khuôn. L ớp cát này cần đảm bảo vì: Nếu mỏng quá sẽ làm cho chày giã vào m ẫu gây hỏng mẫu, lớp cát sẽ bị rồn dẫn đến chỗ chặt, chỗ lỏng. Nếu dày quá giã không thấu hết, khuôn bị lỏng. Yêu cầu chính của việc giã khuôn là làm cho khuôn đúc vừa có đủ độ chặt để vừa đảm bảo bền vừa thoáng khí, độ chặt phải đều nhau, không có chỗ xốp quá chỗ chặt quá. Chỗ xốp quá sẽ bị áp lực kim loại lỏng làm nỗ gây nên sẹo đúc. Nên giã theo trình tự nhất định để đảm bảo độ chặt đều. Khi giã gần mẫu không quá mạnh để bảo vệ mẫu. Lúc đầu dùng chày giã đầu nhọn để đảm bảo độ đầm chặt tốt nhất do khi đổ đầy kim loại lỏng vào, càng dưới đáy khuôn áp lực tĩnh của kim loại lỏng c àng cao. Lúc sau dùng chày đầu bằng do áp lực tĩnh của cột kim loại giảm xuống nên độ đầm c hặt càng giảm dần. Bảng (3 – 6): Độ đầm chặt khuôn khi làm khuôn bằng tay (Đo ở bề mặt). Độ đầm chặt đo bằng đồng hồ (khuôn khô) Trọng lượng vật đúc (kg) Chi ều cao từ đáy lỗ khuôn đến mặt thoáng của cốc rót (mm) Nửa khuôn dưới Nửa khuôn trên 25 - 100 Dưới 300 35 - 50 30 - 40 Khi đo độ cứng của khuôn khô, dùng đồng hồ có gắn dao. Khi đo ấn dao l ên mặt khuôn và di chuyển đồng hồ dọc theo mặt khuôn khi dừng sẽ đọc kết quả. - Tạo hệ thống thoát hơi. Để tăng độ thông khí cho hỗn hợp làm khuôn, khi giã khuôn xong ph ải dùng dùi hơi xiên sâu vào khối cát để tạo hệ thống đường hơi quanh mẫu. Các lỗ hơi được tạo ra ở cả nửa khuôn tr ên và n ửa khuôn dưới. Lỗ hơi được dùi cách mẫu từ 10 đến 25mm. Số lỗ hơi từ 7 đến 10 lỗ trên 1 dm 2 .Tạo rãnh dẫn kim loại lỏng ở nửa hòm khuôn dưới. - Lấy mẫu ra khỏi khuôn. Khi giã xong nửa khuôn dưới và lật lại rồi rắc cát phân cách để cho hai nửa khuôn không dính v ào nhau. Dùng quạt da thổi sạnh cát trên mặt mẫu. Cho cát áo và cát đệm vào, tiến hành giã khuôn như làm nửa khuôn dưới. Tạo các lỗ thông hơi trên nửa hòm khuôn trên. V ới giá đỡ ổ trục, tạo 10 lỗ thông hơi. Khi xong nửa hòm khuôn trên thì lấy nửa hòm khuôn trên ra. Dùng bút lông thấm nước l àm ứơt phần cát quanh mẫu, dùng búa gõ vào mẫu gỗ, lay động theo chiều dọc v à ngang làm long mẫu ra khỏi khuôn để dễ dàng rút mẫu lên. Mẫu dưới 20kg một người rút. Rút không được run tay gây ra vỡ khuôn.Vì khuôn vỡ, dù có sửa thì chất lượng sản phẩm cũng không cao. Không nên thấm nước quá nhiều quanh mẫu, vì nếu hỗn hợp quá ẩm khi rót kim loại vào dễ bị sôi làm vỡ cát rỗ khí. Vật đúc là gang, chỗ nào của khuôn ẩm quá gang dễ bị biến trắng. Không nên đánh động mẫu quá mức, tuy dễ lấy mẫu nhưng làm tăng kích thước v à trọng lượng vật đúc. - Sửa khuôn. Khi lấy mẫu ra, nếu khuôn bị sứt, vỡ cát phải dùng dụng cụ hoặc tay đắp cát rồi miết phẳng đảm bảo đúng kích thước và hình d ạng vật đúc. Dùng bóng đèn điện để kiểm tra độ phẳng có đạt hay không. Trường hợp quá nặng phải đặt mẫu để sửa. Khi sửa mặt phân khuôn phải cẩn thận không để kim koại lỏng trào ra tạo nên bavia. Sau khi s ửa xong, dùng chổi sơn nước grafit rồi mới đưa đi sấy. Sấy khuôn bằng cách đốt than củi trên tấm lưới sắt đặt ngoài v ỏ khuôn được thổi bằng quạt điện. - Lắp ráp khuôn. Lắp ráp khuôn là bước cuối cùng của việc làm khuôn đỏi hỏi phải tỉ mỉ và cẩn thận. Nếu lắp không đúng vật đúc sẽ bị hỏng. Công việc này đòi hỏi thợ bậc cao. Lắp ráp khuôn gồm các công việc sau: + Kiểm tra khuôn và ruột có đảm bảo chất lượng hay không, nếu hỏng nhẹ thì sửa, hỏng nặng thì phải làm lại. + Lắp ruột vào khuôn đúng vị trí quy định trên bản vẽ. + Kiểm tra vị trí và khoảng cách từ ruột đến thành lỗ khuôn đúc (kiểm tra chiều dày vật đúc) để điều chỉnh lại. + Đậy nửa khuôn trên, đặt tạ đè chống nổi hòm khuôn do kim loại lỏng đẩy lên. Quá trình làm khuôn như trên được thực trên nền xưởng. Dùng ngay cát trên nền xưởng để tạo nửa hòm khuôn dưới. Như vậy phải dùng đệm cát (chuẩn bị nền). Đúc giá đỡ ổ trục có chiều dày dưới 75(mm) nên dùng đệm cát mềm. Đệm cát phải đảm bảo in rõ nét của hình d ạng của mẫu và đủ độ bền. Đệm cát không được ướt, thoát hơi tốt và chịu được sự tác dụng cơ học và nhiệt của kim loại lỏng. Trên nền cát của xưởng, đào một hố sâu khoảng 200(mm) đổ đầy cát v ào giữa hố được thể hiện qua hình (3 – 5) ở trên, dùng thước gạt cho phẳng rồi trải đều lớp cát áo lên dày khoảng 10(mm). Dùng thanh ngang để ép cát cho phẳng sau đó d ùng bay mi ết lại. Ấn mẫu xuống đệm, dùng búa gỗ gõ nhẹ để in dấu mẫu lên cát, dùng bay miết cát xung quanh rồi lấy mẫu lên, sửa và sơn là rót được. 4.Nấu và rót kim loại.  Nấu kim loại.  Lò nấu gang được sử dụng là loại lò chõ. Đặc điểm của lò chõ là: - Cấu trúc đơn giản, dễ chế tạo, đầu tư ít . - Tận dụng được nhiên liệu cỡ nhỏ . - Tuy nhiên còn hạn chế là: Năng suất thấp, chất lượng gang ra lò không ổn định, tốn nhiều than, tỷ lệ cháy hao kim loại cao, thao tác khó. Ph ạm vi sử dụng: Đúc vật nhỏ, số lượng ít, yêu cầu chất lượng không cao.  Nhiên liệu dùng cho lò đứng là than cốc, và cần đảm bảo các yêu cầu: Dễ cháy, nhiệt trị cao, ít tạp chất có hại, chịu được sức nén của vật liệu nặng hàng tấn, đủ bền, ít vỡ vụn làm bí lò.  Để quá trình cháy tốt, chất lượng gang lỏng cao, thành phần hoá học đúng yêu cầu, tốn ít than cần kiểm tra mức liệu trong lò, ki ểm tra lưu lượng và áp suất gió, kiểm tra nhiệt độ của gang ra khỏi lò, kiểm tra chất lượng mặt gẫy của gang. - Trường hợp cấp liệu bằng tay không cần kiểm tra mức liệu. - Sử dụng lượng gió phù hợp với lượng than trong lò là điều kiện quyết định công suất lò và nhiệt độ gang ra lò. Với tỉ lệ than/gang là 10%, gió thổi vào lò là 75m 3 /m 2 ph thì công suất lò là 7,5 tấn/h , nhiệt độ gang ra lò khoảng trên 1400 0 C. Ngoài ra ki ểm tra lưu lượng và áp suất gió còn giúp ta biết mức liệu đầy hay vơi, các mắt gió có bị tắc hay không, liệu trong lò có liên tục và đều đặn hay không. Tất cả đều ảnh hưởng tới chất luợng gang ra lò. Hình (3 – 6): Lò chõ cải tiến kiểu lò đứng thắt bụng. - Đo nhiệt độ: Để đảm bảo cho vật đúc có cơ tính cao, không có tật đúc như rỗ xỉ, rỗ khí, rót không đầy cần phải kiểm soát nhiệt độ gang ra lò. Nếu nhiệt độ gang ra lò thấp dưới mức yêu cầu thì không được rót vào khuôn. Với vật đúc mỏng phải rót ở nhiệt độ cao, vật đúc dầy rót ở nhiệt độ thấp. Thông thường nhiệt độ khí thải của lò từ 300 – 400 0 C thì chất lượng gang ra lò là đảm bảo nhất. - Kiểm tra chất lượng mặt gãy của gang: Hình (3 - 7) ở trên là mẫu nêm để kiểm tra độ biến trắng của gang đúc trong khuôn cát tươi. Mỗi lần lấy gang ra l ò đúc phải rót mẫu, chờ đông xong rút ra nhúng vào nước và đập gẫy. Nếu chiều sâu biên trắng lớn thì phần mỏng của vật đúc sẽ bị biến trắng, nếu chiều sâu biên trắng nhỏ thì gang sẽ mềm (nhiều cacbon và silic), cơ tính thấp.  Rót kim loại. Rót gang lỏng vào khuôn đúc là khâu không kém quan phần trọng để đảm bảo chất lượng của vật đúc. Nếu kỹ thuật rót không tốt sẽ làm cho sản phẩm bị lẫn xỉ, bị thiếu hụt, dễ gây ra tai nạn bỏng. Hình (3 – 8): Nồi rót khiêng tay. Yêu cầu đối với công nhân rót khuôn là: - Ch ọn kiểu nồi rót cho phù hợp, kiểm tra tình trạng của nồi trước khi dùng. Do xưởng nhỏ, lao động thủ công n ên dùng nồi rót khiêng tay dưới 50kg. cỡ nồi rót được chọn theo trọng lượng của vật đúc. Không nên dùng nồi rót to quá sẽ làm mất nhiệt của gang. Nhiệt độ của gang giảm đi từ 20 – 40 0 C khi rót từ lò ra nồi rót. - Phải biết được nhiệt độ của gang cao hay thấp so với yêu cầu của từng vật đúc, biết thành vật đúc dày hay mỏng để chọn nhiệt độ rót gang thích hợp. Với vật đúc thành mỏng thì rót với nhiệt độ cao và t ốc độ rót nhanh trành thiếu hụt. Giá đỡ ổ trục là vật đúc có thành dày tương đối dày nên rót ở nhiệt độ thấp tốc độ chậm hơn để tránh rỗ co. Nói chung vật đúc bàng gang xám nên rót ở nhiệt độ thấp. Bảng (3 – 7): Nhiệt độ rót gang. Loại gang Chi ều dày thành vật đúc (mm) Nhi ệt độ rót ( 0 C) Gang 50 - 100 1340 - 1250 xám - Chú ý an toàn lao động để tránh đổ, trào gang ra ngoài, tránh n ổ… Không nên lấy quá đầy kim loại lỏng vào nồi, thường không quá 7/8 chiều cao nồi rót. Không đổ gang v ào chỗ đọng nước, không cho dụng cụ gạt xỉ chưa qua sấy vào thùng gang để tránh nổ. Sau khi rót khuôn xong phải ủ vật đúc bằng cách giữ nhiệt độ ròi làm nguội chậm. Mục đích của ủ là để: + Khử ứng suất bên trong. + Làm đồng đều thành phần. + Tạo cho vật liệu có cơ tính tốt để dễ dàng cho các bước gia công cơ tiếp sau. 5.D ỡ khuôn, phá ruột, làm sạch và kiểm tra, sửa chữa khuyết tật vật đúc.  Phá dỡ khuôn đúc là lấy vật đúc và cát ra khỏi hòm khuôn và qua các giai đoạn sau: Chờ nguội, lấy vật đúc ra khỏi khuôn và phá b ỏ ruột. Sau khi rót kim loại vào phải để nguội đến nhiệt độ nhất định mới được phá dỡ. Nếu phá dỡ quá sớm, vật đúc c òn ở nhiệt độ cao dễ bị biến trắng, thậm chí bị nứt. Nếu phá dỡ muộn quá sẽ Hình (3 – 9): Nhiệt luyện vật đúc gang xám. làm cho vật đúc co nhiều có thể bị nứt. Thời gian ủ và nhiệt độ phá dỡ khuôn vật đúc gang phụ thuộc vào tốc độ nguội, trọng lượng, vật liệu và mức độ phức tạp của vật đúc. Giá đỡ ổ trục là vật đúc bằng gang xám có thành tương đối dày, trọng lượng dưới 100(kg) nên thời gian ủ là 1 giờ và phá dỡ khuôn khi nhiệt độ vật đúc còn n ằm trong khoảng: 500 0 C - 600 0 C [8 – tr305]. Phá d ỡ khuôn bằng tay là phương pháp thủ công, dùng trong sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ.  Phá ruột có thể bằng tay, đục hơi hay máy rung được thực sau khi phá dỡ khuôn xong.  Làm sạch vật đúc gồm có: - C ắt bỏ hệ thống rót, đậu hơi và tẩy sạch bavia. Với vật đúc gang thường cắt bằng cưa và máy ép. - Làm sạch cát và màng ô xýt trên vật đúc bằng thùng quay. Cho v ật đúc và những mẩu gang vụn vào đầy 70 – 80% thể tích thùng. Cho thùng quay kho ảng 30 – 60 ph là được (tốc độ quay thùng là 20 – 30 vòng/phút). Khi thùng quay, do có s ự cọ sát của những mẫu gang vụn với bề mặt vật đúc nên cát và màng ô xýt đều bị cạo sạch. [...]... lỏng lớn + lẫn tạp chất, sai tổ chức, sai thành phần hoá học và cơ tính - Kiểm tra khuyết tật bằng mắt thường đối với các khuyết tật ngoài và bằng thiết bị đối với các khuyết tật trong vật đúc - Khuyết tật vật đúc có nhiều loại, tuỳ vào tính chất và đặc điểm của vật đúc mà có biện pháp sửa chữa Có khuyết tật sửa được và không sửa được Do loại hình sản xuất khung máy đo ma sát là sản xuất thủ công, khối... sửa được Do loại hình sản xuất khung máy đo ma sát là sản xuất thủ công, khối lượng và mức độ phức tạp cũng như yêu cầu về chất lượng sản phẩm không cao lắm nên chọn hình thức thiết kế đơn giản Trong trường hợp này, hồ sơ thiết kế chỉ cần: Phiếu công nghệ đúc, bản vẽ chi tiết đúc và bản vẽ khuôn ...Hình (3 - 10): Thùng quay làm sạch vật đúc 1 Vỏ thùng; 2.Hai nắp đầu; 3.Mặt bích; 4.Nắp đậy; 5.Bộ phận dẫn động; 6.Vật đúc; 7.Sắt mẫu - Tẩy bavia bằng máy mài  Kiểm tra và sửa chữa khuyết tật - Các dạng khuyết tật gồm có: + Sai lệch hình dạng, kích thước, trọng lượng Nguyên nhân do: lắp khuôn không chặt, đặt mẫu và ruột không đúng, bị cong vênh, chế . máy đo ma sát là sản xuất thủ công, khối lượng và mức độ phức tạp cũng như yêu cầu về chất lượng sản phẩm không cao lắm n ên chọn hình thức thiết kế đơn giản. Trong trường hợp này, hồ sơ thiết. Dùng quạt da thổi sạnh cát trên mặt mẫu. Cho cát áo và cát đệm vào, tiến hành giã khuôn như làm nửa khuôn dưới. Tạo các lỗ thông hơi trên nửa hòm khuôn trên. V ới giá đỡ ổ trục, tạo 10 lỗ. vật đúc là giá đỡ ổ trục tương đối lớn, chiều dày tối thiểu của lớp cát áo chọn trong khoảng 40 - 60 (mm) [8 - tr156]. Đầm chặt cát. Sau khi đủ cát áo, dùng xẻng xúc thêm cát đệm ổ vào hòm khuôn