CÁC QUY TẮC THIẾT KẾ ĐÚC KHUÔN CÁT
Đúc khuôn cát là quá trình đúc phổ biến nhất được sử dụng trong ngành công
nghiệp vì khả năng tự do hình học tuyệt vời và hiệu quả chi phí của nó. Trong bài
viết này, chúng tôi sẽ cung cấp các quy tắc thiết kế sao cho hiệu suất đúc tối ưu.
Nó phải được nhấn mạnh rằng bài viết này đã được lấy cảm hứng từ một cuốn
sách nhỏ "Thiết kế và hiệu suất đúc" của ASM International.
Để thiết kế của quá trình đúc thành công đòi hỏi một phương pháp tích hợp xem
xét cả 2 yêu cầu: chức năng và quy trình cùng một lúc. Bài viết này thảo luận về
các thiết kế cơ bản của một bộ phận và toàn bộ quá trình đúc.
Thiết kế phần cơ bản
1. Tránh sử dụng các góc sắc nét, chúng hoạt động như các tác nhân làm
tăng ứng suất và có thể gây nứt trong quá trình đông đặc. Do đó, các
phần thay đổi trong đúc nên được pha trộn trơn tru với nhau.
Sửa đổi các thiết kế để tránh khuyết tật khi đúc
(Các góc nhọn được tránh để giảm ứng suất)
2. Nên tránh các bề mặt phẳng ngang rộng vì chúng có thể bị cong trong
khi làm mát vì gradient nhiệt độ .
3. Không xen các phần mỏng giữa các phần dày.
4. Tránh phần dày bị cô lập.
Ảnh hưởng của thiết kế lên sự biến dạng của đúc. (a) các số chỉ ra mođun của 2
phần, (b) Sự biến dạng gây ra bởi sự đông đặc ứng suất
Thiết kế khuôn đúc cơ bản
Phần định hướng trong quá trình đúc. Định hướng của phần nên được
sao cho phần lớn của đúc là tương đối thấp và chiều cao của đúc được giảm thiểu.
Thiết kế đường phân khuôn
1 . Đường phân nhánh phải dọc theo mặt phẳng phẳng hơn là đường viền.
Các đường phân khuôn không đều nên được tránh trừ khi nó không thể tránh khỏi
Thiết kế một đường chia khuôn thẳng để giảm chi phí đúc.(a) Đường chia khuôn
không đều là một thiết kế tốn kém.(b) Đường chia khuôn thằng ít tốn kém
2. Đối với vật liệu ít dày đặc hơn (như Al hợp kim), đường chia khuôn
nên được đặt càng thấp càng tốt
3. Đối với các kim loại đặc hơn (như thép), nên đặt vị trí ở giữa chiều
cao.
4. Đường chia khuôn ảnh hưởng rất lớn đến tổng chi phí của quá trình
đúc. Nó có hiệu ứng trên tổng số yêu cầu của lõi, hệ thống rót và trọng lượng của
đúc cuối cùng.
5. Không nên cắt ngang đường trong khuôn.
Mẫu thiết kế
1. Một dòng khí nhỏ (~0.5° to 2° ) nên được cung cấp để cho phép loại bỏ các mẫu
mà không làm hỏng khuôn
2. Mẫu đúc cũng cần được tính toán độ sai lệch cho phép và cần được chế tạo cho
phù hợp:
a, Sự co rút của vật đúc do tính chất của vật đúc và sự co ngót của nó khi kết
tinh ( từ 1 đến 2%)
b, lượng dư khi gia công ( 2mm đến 5mm cho những vật đúc nhỏ và nhiều hơn
25mm cho những vật đúc lớn hơn).
Thiết kế lõi
1. Quy tắc quan trọng trong tính kinh tế khi thiết kế vật đúc là loại bỏ càng nhiều
thiết kế về lõi thì càng tốt. Các lõi chỉ hoàn toàn cần thiết để tạo ra hình dạng mong
muốn nên được sử dụng nếu thiết kế để giúp giá thành vật đúc thấp hơn.
2. Hợp lõi là một trong những phương pháp giảm tổng số lõi bằng cách kết hợp 1
số lõi và thiết kế chung như 1 lõi duy nhất.
Hạn chế để loại bỏ mẫu và một số giải pháp.
Thiết kế lại các đúc để loại bỏ lõi. (a) Đúc được thiết kế lại để loại bỏ lõi bên
ngoài. (b) Kéo theo một thiết kế tấm cơ sở để loại bỏ một lõi. (c) Thiết kế lại khung
để loại bỏ cốt lõi và giảm sự sai lệch
Đặc điểm sự đông đặc
1. Tất cả các hợp kim nóng chảy, ngoại trừ một số kim loại quan trọng, đều co ngót
trong quá trình hóa rắn.
2. Mục tiêu cơ bản thiết kế đúc tốt nhất là tập trung sự co rút phôi vào phần cuối
của khuôn đúc để đông đặc.
3.Chúng ta sử dụng quy tắc Chvorinov làm cơ sở nghiên cứu quá trình đông đặc
và quy tắc nói rằng thời gian đông đặc tỉ lệ thuận với bình phương của tỉ lệ thể tích
so với diện tích đúc (hoặc phần đúc ) . Cách tiếp cận mô đun phần này là một lược
đồ phân tích gần đúng cung cấp những giá trị quan trọng vào thời gian đông đặc
cũng như xu hướng cách thức hình thành khuyết tật trong quá trình đông đặc