Bài giảng Công nghệ tạo hình dụng cụ: Chương 4 - Đặc điểm công nghệ chế tạo dụng cụ & các giai đoạn chế tạo dụng cụ được biên soạn với các nội dung chính sau: Đặc điểm công nghệ chế tạo dụng cụ cắt; Các giai đoạn chế tạo dụng cụ cắt; Xác định lượng dư gia công. Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết bài giảng tại đây!
CHƯƠNG Đặc điểm công nghệ chế tạo dụng cụ & giai đoạn chế tạo dụng cụ I Đặc điểm công nghệ chế tạo dụng cụ cắt Đặc điểm vật liệu dụng cụ cắt Các loại VLDCC: - Thép bon dụng cụ: Thép có %C > 0,7, %P, %S nhỏ - Thép HK dụng cụ: Thép C bổ sung % Mn, W, Cr, Si - Thép gió (HSS=High Speed Steel): thép hợp kim cao với hàm lượng W > %, ngồi cịn có Mo, Co, V, Cr - HKC: Hợp kim cứng loại kim loại bột gồm hỗn hợp bột WC, TiC, TaC chất kết dính Co ép thiêu kết nhiệt đô cao, áp suất cao - Gốm +Cermet → Hỗn hợpTiC, TiN, TiCN thiêu kết với kim loại chịu nhiệt đóng vai trị chất dính kết (binder) Ni, Co, W, Ta, Mo +Ceramics Vật liệu chế tạo phương pháp thiêu kết có sở Al2O3 Si3N4 - PCBN: Polycrystalline Cubic Boron Nitride - PCD: PolyCrystalline Diamond VLDCC có độ cứng cao thường >60 HRC→ khó gia cơng cơ, khó nhiệt luyện Khi gia cơng tinh tạo hình DCC lần cuối thường phải gia cơng p2 mài • VLDCC thường có giá thành cao CHƯƠNG Đặc điểm công nghệ chế tạo dụng cụ & giai đoạn chế tạo dụng cụ Đặc điểm độ xác hình học bề mặt dụng cụ cắt Yêu cầu bề mặt chuẩn, bề mặt khởi thủy, bề mặt làm việc (mặt trước, mặt sau) phải có độ xác hình học cao Lưỡi cắt giao tuyến mặt trước mặt sau phải nằm bề mặt khởi thủy định độ xác gia cơng Mặt sau Độ xác hình học bao gồm: - Độ xác kích thước, hình dáng hình học - Độ xác hình học tế vi → Độ nhám thấp; thơng thường bề mặt làm việc DCC phải có Ra ≤ 0.32 μm - Độ xác vị trí tương đối bề mặt làm việc với mặt chuẩn Lưỡi cắt Mặt trước Mặt chuẩn CHƯƠNG Đặc điểm công nghệ chế tạo dụng cụ & giai đoạn chế tạo dụng cụ Đặc điểm thiết bị tạo hình bề mặt dụng cụ cắt Thiết bị gia cơng tạo hình kết cấu, hình dáng hình học sơ ban đầu: máy cơng cụ vạn thông thường Thiết bị gia công tạo hình lần cuối: - Các máy mài vạn với độ xác cao - Các máy mài dụng cụ vạn + đồ gá chuyên dùng (ê tô chiều, đồ gá mài sắc mũi khoan, đồ gá mài sắc dao phay lăn răng,….) - Các máy mài dụng cụ chuyên dùng tự động: + Máy mài chuyên dùng mài sắc mũi khoan + Máy mài chuyên dùng mài sắc dao chuốt + Máy mài chuyên dùng mài sắc dao phay lăn CHƯƠNG Đặc điểm công nghệ chế tạo dụng cụ & giai đoạn chế tạo dụng cụ Đặc điểm trình kiểm tra độ xác dụng cụ cắt Thiết bị kiểm tra tính, độ cứng, kiểm tra khuyết tật phôi liệu chế tạo DCC Thiết bị kiểm tra kích thước, thơng số hình học : - Thiết bị đo kiểm vạn năng: thước cặp, panme, CMM,… - Thiết bị đo kiểm chuyên dùng: dụng cụ đo góc trước dao xọc, góc sau mũi khoan, đo kiểm thông số dao phay lăn CHƯƠNG Đặc điểm công nghệ chế tạo dụng cụ & giai đoạn chế tạo dụng cụ II Các giai đoạn chế tạo dụng cụ cắt Dụng cụ cắt vật liệu thép (ngun khối) a) Quy trình truyền thống • Chuẩn bị phơi • Gia cơng trước nhiệt luyện • Nhiệt luyện (tơi, ram, ) • Gia cơng tinh sau nhiệt luyện • Tổng kiểm tra • Cắt thử • Đánh số hiệu, bao gói, bảo quản b) Quy trình tiên tiến Chuẩn bị phôi: phôi nhiệt luyện tiêu chuẩn Gia công thô tinh máy mài dụng cụ nhiều trục → tập trung nguyên cơng • • • • Tổng kiểm tra Phủ bề mặt phần cắt Cắt thử Đánh số hiệu, bao gói, bảo quản CHƯƠNG Đặc điểm công nghệ chế tạo dụng cụ & giai đoạn chế tạo dụng cụ Phạm vi kẹp mài dụng cụ Đường kính mài tối đa cho phép Khoảng 250 mm Chiều dài phôi tối đa Khoảng 500 mm Chiều dài mài tối đa Khoảng 340 mm Phạm vi di chuyển hệ thông đo Trục X Trục Y Trục Z Đường mài 341 mm Tốc độ tiến 10 m/phút Chuyển động Điều chỉnh hệ thống kỹ thuật với động xoay chiều Momen xoắn 1,6 Nm Hệ thống đo Gián tiếp/mã hóa Độ phân giải 0,00026 mm Đường mài 240 mm Tốc độ tiến 10 m/phút Chuyển động Điều chỉnh hệ thống kỹ thuật với động xoay chiều Momen xoắn 1,6 Nm Hệ thống đo Gián tiếp/mã hóa Độ phân giải 0,00026 mm Đường mài 240 mm Tốc độ tiến 10 m/phút Chuyển động Điều chỉnh hệ thống kỹ thuật với động xoay chiều Momen xoắn 1,6 Nm Hệ thống đo Gián tiếp/mã hóa Độ phân giải 0,00026 mm Giới thiệu máy mài dụng cụ CNC S20E Michael Deckel CHƯƠNG Đặc điểm công nghệ chế tạo dụng cụ & giai đoạn chế tạo dụng cụ Trục A Trục C Góc xoay 360° Tốc độ tiến 120 min-1 Chuyển động Điều chỉnh hệ thống kỹ thuật với động xoay chiều Momen xoắn 2,2 Nm Hệ thống đo Gián tiếp/mã hóa Độ phân giải 0,0008° Góc xoay 192° Tốc độ tiến 20 min-1 Chuyển động Điều chỉnh hệ thống kỹ thuật với động xoay chiều Momen xoắn 2,2 Nm Hệ thống đo Gián tiếp/mã hóa Độ phân giải 0,00036° Hệ thống điều khiển Loại điều khiển PC-Control TurboPMAC Kết nối hệ thống Dây cứng Hệ điều hành WINDOWS 7; 10 Chuyển động trục Truyền động Trực tiếp Đầu 7,1 kW 70% DR Làm mát Làm mát nước Chiều quay Phải sang trái Tốc độ 1000-8000 min-1 Thông số khác Khối lượng Khoảng 2200 Kg Kích thước 1400x2000x2200 mm Số trạm đá mài trạm CHƯƠNG Đặc điểm công nghệ chế tạo dụng cụ & giai đoạn chế tạo dụng cụ Phần mềm NUMROTOplus® tích hợp máy mài dụng cụ CNC S20E Michael Deckel CHƯƠNG Đặc điểm công nghệ chế tạo dụng cụ & giai đoạn chế tạo dụng cụ Dụng cụ cắt vật liệu chê tao theo công nghệ luyện kim bột (dụng cụ ghép cắt) a Quy trình chế tạo thân dao Thân dao thường thép → Quy trình chế tạo thân dao giống quy trình chế tạo chi tiết máy thơng thường b Quy trình chế tạo dao (mảnh cắt) Luyện kim bột chế tạo phôi Cắt, phân mảnh dao Gia công tinh, mài sắc Phủ bề mặt CHƯƠNG Đặc điểm công nghệ chế tạo dụng cụ & giai đoạn chế tạo dụng cụ III Xác định lượng dư gia công Lượng dư gia công sở để xác định kích thước hình học phơi chế tạo dụng cụ cắt Lượng dư gia công xác định sở yếu tố sau: Bản vẽ thiết kế dụng cụ cắt → kích thước, hình dáng, độ xác, điều kiện kỹ thuật dụng cụ cắt Phương pháp độ xác chế tạo phơi Tiến trình cơng nghệ lựa chọn Độ xác máy, dụng cụ, phương pháp gá đặt ngun cơng Bảng 4.1: Độ xác số phương pháp chế tạo phôi Dạng phôi Trạng thái bề mặt Sai lệch kích thước (mm) Rèn tự Rất thơ 1,5 ÷ 10 Dập khn Ít thơ 0,4 ÷ Cán nóng tinh Bán tinh 0,1 ÷ 0,4 Cán nguội tinh Tinh 0,03 ÷ 0,3 Đúc khn cát Rất thơ ÷ 10 Đúc khn mẫu chảy Tinh 0,2 ÷ 0,5 Đúc khn kim loại Tinh 0,1 ÷ 0,5 CHƯƠNG Đặc điểm công nghệ chế tạo dụng cụ & giai đoạn chế tạo dụng cụ Điều kiện kỹ thuật dụng cụ cắt có ảnh hưởng đến trị số lượng dư: DCC yêu cầu độ xác cao → yeu cầu gia công nhiều lần → lượng dư gia công lớn Bảng 4.2: Dung sai độ đảo phôi dụng cụ sau nhiệt luyện nắn thẳng (mm) Loại dụng cụ Đường kính (mm) Chiều dài (mm) Độ đảo cho phép Mũi khoan đến 10 Đến 150 Lớn 150 đến 170 0,15 0,2 Mũi khoét Lớn 10 đến 20 Đến 250 Lớn 250 đến 350 0,25 0,3 Mũi doa Lớn 10 đến 30 Đến 250 Lớn 250 đến 500 0,25 0,3 Ta rô Lớn 30 đến 50 Đến 250 Lớn 250 đến 500 0,2 0.25 Dao chuốt Đến 10 Lớn 10 đến 20 250 đến 500 250 đến 500 Lớn 500 đến 800 Đến 250 0,3 0,3 0,3 0,2 Lớn 20 đến 30 … CHƯƠNG Đặc điểm công nghệ chế tạo dụng cụ & giai đoạn chế tạo dụng cụ Lượng dư trung gian nhỏ 𝒃𝒎𝒊𝒏 xác định theo công thức: - Khi gia công bề mặt tròn xoay, đối xứng: 𝒃𝒎𝒊𝒏 =2 𝒂 𝒂 𝒂 𝟐 𝟐 𝒃 ) - Khi gia công mặt phẳng phía: Zbmin = amin – bmin = Ha + Ta + a + b Ha – Chiều cao khuyết tật bề mặt độ nhấp nhô tế vi (độ nhám bề mặt) nguyên công trước để lại Ta - chiều cao lớp hư hỏng bề mặt bước hay nguyên công sát trước để lại a – sai lệch không gian bước hay nguyên công sát trước để lại độ lệch tâm, độ lệch khuôn, độ lệch lõi b – sai số gá đặt bước hay nguyên công thực tạo nên Lượng dư trung gian lớn : Zbmax = Zbmin + δa - δb a – dung sai kích thước bước gia cơng trước b – dung sai kích thước bước gia cơng thực CHƯƠNG Đặc điểm công nghệ chế tạo dụng cụ & giai đoạn chế tạo dụng cụ Xác định kích thước bước, ngun cơng theo cơng thức: Dbmin = Damax + zbmin Dbmax = Damax + zbmin + b Ví dụ sơ đồ tính kích thước trung gian phơi chế tạo dao khoét ϕ60-0,05 CHƯƠNG Đặc điểm công nghệ chế tạo dụng cụ & giai đoạn chế tạo dụng cụ Lượng dư tổng: Zbi – Lượng dư trung gian nguyên công hay bước thứ i n – số bước hay số nguyên công Lượng dư tổng phía dụng cụ trịn xoay tính theo cơng thức: Zt =Tph + ξ + Znl + Zm Tph – Chiều sâu lớp cacbon khuyết tật phơi ξ – Độ xác định tâm chuẩn Znl – Lượng dư gia công trước nhiệt luyện Zm – Lượng dư mài sau nhiệt luyện Trên sở xác định lượng dư trung gian nguyên công, bước → Xác định kích thước bước, ngun cơng phơi theo quy trình: Kích thước thiết kế → Kích thước bước, NC cuối → Kích thước bước,NC kề trước →… … → Kích thước phơi ... tích hợp máy mài dụng cụ CNC S20E Michael Deckel CHƯƠNG Đặc điểm công nghệ chế tạo dụng cụ & giai đoạn chế tạo dụng cụ Dụng cụ cắt vật liệu chê tao theo công nghệ luyện kim bột (dụng cụ ghép cắt)... μm - Độ xác vị trí tương đối bề mặt làm việc với mặt chuẩn Lưỡi cắt Mặt trước Mặt chuẩn CHƯƠNG Đặc điểm công nghệ chế tạo dụng cụ & giai đoạn chế tạo dụng cụ Đặc điểm thiết bị tạo hình bề mặt dụng. .. Gia công tinh, mài sắc Phủ bề mặt CHƯƠNG Đặc điểm công nghệ chế tạo dụng cụ & giai đoạn chế tạo dụng cụ III Xác định lượng dư gia công Lượng dư gia công sở để xác định kích thước hình học