Nghiên cứu chế tạo khuôn uốn định hình trên máy CNC sử dụng trong sản xuất bàn ghế bằng thép ống

1 Bộ Công thơng Tổng Công ty Máy động lực và máy nông nghiệp Viện Công nghệ Báo cáo tổng kết đề tài KH-CN M số: 247.07.RD/HĐ-KHCN Tờn ti: Nghiên cứu chế tạo khuôn uốn định hình trên máy cnc sử dụng trong sản xuất bàn ghế bằng thép ống Cơ quan chủ quản: Bộ Công thơng Cơ quan chủ trì: Viện Công nghệ Chủ nhiệm đề tài: KS. Đặng thành công 6801 12/4/2008 Hà Nội 3 - 2008 2 Bộ Công thơng Tổng Công ty Máy động lực và máy nông nghiệp Viện Công nghệ Báo cáo tổng kết đề tài KH-CN M số: 247.07RD/HĐ-KHCN Tờn ti: Nghiên cứu chế tạo khuôn uốn định hình trên máy cnc sử dụng trong sản xuất bàn ghế bằng thép ống Hà Nội , 3 - 2008 Cơ quan chủ trì Chủ nhiệm đề tài KS. Đặng Thành Công 3 Mục lục I. Tổng quan 2 1.1 Máy uốn ống, nguyên lý uốn ống kiểu trục tâm. 2 1.2 Khuôn mẫu kim loại và khuôn uốn ống. 9 II. gia công khuôn trên máy cnc 14 2.1 Máy CNC cắt kim loại bằng dao cụ 15 2.2 Máy tia lửa điện 18 2.3 Lập trình gia công khuôn mẫu trên máy CNC 20 III. Qui trình chế tạo khuôn uốn bàn ghế trên máy CNC. 23 3.1 Qui trình gia công cơ 23 3.2 Qui trình nhiệt luyện 33 3.3 Sơ đồ qui trình chế tạo 36 IV.Kết luận. 37 Tài liệu tham khảo Phụ lục. 1. Biên bản nghiệm thu chạy thử sản phẩm 2. Phiếu đo độ cứng 3. Một số chu trình gia công trong các hệ điều khiển CNC 4 I. tổng quan 1.1 Máy uốn ống, nguyên lý uốn ống kiểu trục tâm a) Máy uốn ống Uốn ống truyền động thuỷ lực kiểu trục tâm đã đợc áp dụng phổ biến ở nớc ta. Các loại máy uốn ống hiện nay đợc nhập ngoại từ nhiều nguồn khác nhau nh hãng Shaw Group Inc Mỹ, Shanghai Guoqing Machinary - Trung Quốc Các máy uốn CNC nhập ngoại có giá thành khá cao từ vài chục tới vài trăm ngàn USD. Trong nớc cũng đã có một số đơn vị đã và đang tiến hành hợp tác nghiên cứu chế tạo máy uốn ống điều khiển CNC nh Công ty Thiết kế và đóng tàu Miền nam (SESCO) với đề tài cấp Nhà nớc Nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy uốn ống CNC phục vụ công nghiệp uốn ống. Máy uốn ống kiểu trục tâm điều khiển CNC có những đặc điểm sau: - Tự động hoá cao, các chuyển động chính trong quá trình uốn đợc tự động hoá. - Các chuyển động đợc kiểm nghiệm bởi hệ thống đo kỹ thuật số với độ chính xác cao. - Kết nối dễ dàng với những phần mềm thiết kế ống. Máy uốn ống kiểu trục tâm điều khiển PLC có các đặc điểm sau: - Thao tác cấp ống và tháo ống đợc thực hiện bởi thợ vận hành máy với các thớc đo cơ khí (cữ chặn, thao ) do đó độ chính xác của vị trí uốn, góc uốn có phần phụ thuộc vào tay nghề thợ. - Lập trình gia công cho các biên dạng uốn khác nhau thờng kém linh hoạt. - Việc kết nối giữa PC với bộ điều khiển khó khăn hơn (phải thông qua những trình biên dịch riêng). Không hỗ trợ tơng thích với các phần mềm thiết kế ống (các phần mềm thiết kế ống không xuất file gia công trực tiếp cho các hệ điều khiển PLC). Máy uốn ống kiểu trục tâm bao gồm các bộ phận chính sau: 5 - Hệ thống kết cấu, truyền động cơ khí: khung máy, hệ thống truyền động bánh răng, xích tải, cụm gá lắp khuôn, cơ cấu kẹp ống, cụm bàn máy và dẫn hớng, động cơ - Hệ thống truyền động thuỷ lực gồm bơm dầu, xi lanh thuỷ lực, các van phân phối, tiết lu, an toàn. - Hệ thống điều khiển: PLC hoặc CNC gồm bộ điều khiển trung tâm, các mạch điều khiển các trục, các mạch khuyếch đại Hình 1: Máy uốn kiểu trục tâm điểu khiển CNC. Đặc điểm, kết cấu một số bộ phận chính của máy uốn ống kiểu trục tâm: - Cụm khung máy: Gồm cơ cấu hàn từ thép hình C45, gồm khung máy, dẫn hớng. Cụm thân máy cần đảm bảo cứng vững để lắp các bộ phận khác của máykhi làm việc ổn định không rung. 6 Hình 2: Kết cấu cụm khung máy. - Cụm truyền động chính: Chuyển động chính của máy gồm chuyển động kẹp chặt ống của cơ cấu kẹp ống, chuyển động đẩy ống tới vị trí theo lập trình, và chuyển động quay của trục khuôn uốn tạo thành góc uốn mong muốn. Hình 3. Kết cấu truyền động chính máy uốn ống kiểu trục tâm. - Cơ cấu đẩy: Các bộ phận chính gồm xi lanh piston đẩy, các thanh nối, các giá đẩy. Cơ cấu đẩy có chức năng chính là đẩy ụ động quay tạo chuyển động lệch tâm trong quá trình uốn 7 Hình 4. Cơ cấu đẩy - Cơ cấu kẹp ống: Di chuyển ống đến vị trị định sẵn, kẹp chặt ống giúp cho ống không dịch chuyển trong quá trình uốn. Cơ cấu bao gồm những bộ phận chính nh: Xi lanh, ptiston, hộp giảm tốc, bộ truyền bánh vít, các tay đòn, bạc kẹp Hình 5. Cơ cấu kẹp ống - Cơ cấu gá lắp khuôn: Có chức năng gá lắp các khuôn uốn lên bàn máy, bao gồm các bộ phận chính sau: Bích khung đỡ, giá đỡ xi lanh tay uốn, giá đỡ ngang, tấm dẫn hớng 8 Hình6. Cơ cấu gá lắp khuôn Thụng s KT V T 50TSR- RBH 65TSR- RBH 80TSR- RBH 100TSR- RBH 120TSR- RBH Kh nng un ln nht.(S=40kgf/mm 2 ) mm 50x3.0 65x 3.0 80 x4.5 101.6 x5.5 120x5.5 ng kớnh un ln nht mm 30~220 35~250 40~250 60~400 80~450 Chiu di vt tõm ln nht mm 2200 2500 3000 3600 5000 Kớch thc tng th (DxRxC) mm 4400 x 1050 x 1400 5000 x 1250 x 1450 5300 x 1250 x 1500 6500 x 1600 x 1550 8650 x 1800 x 1600 Tng trng lng kgs 2000 3000 4000 6000 8000 Bảng 1. Thông số kỹ thuật một số Máy uốn thuỷ lực điều khiển PLC 9 Thụng s KT VT CNC-F38H-4A CNC-F38H-5A Kh nng un ln nht O.D.(S=40kgf/mm 2 ) mm 38 x 2.5 38 x 2.5 Gúc un ln nht mm 38 ~ 180 38 ~ 180 Khong cỏch gia bn un mm 320~4200 320 ~ 4200 T l lm vic-OD.19.05mm PC 3~4 3 ~ 4 T l lm vic- OD.25mm PC 2~3 2 ~ 3 T l lm vic - OD.32mm PC 1~2 1 ~ 2 T l lm vic - OD.38mm PC 1 1 Kớch thc tng th (DxRxC) mm 7000x1200x1500 7000x1200x1500 Tng trng lng kgs 2000 2100 Bảng 2. Thông số kỹ thuật một số loại máy uốn hai đầu CNC b) Nguyên lý uốn ống kiểu trục tâm: Uốn ống kiểu trục tâm dựa trên chuyển động lệch tâm theo cung tròn để uốn những bán kính mong muốn, khi đó bán kính góc uốn bằng bán kính của cung. Cũng giống nh uốn thép thanh ống chịu kéo tại mé ngoài và nén tại phía trong. Thông thờng với những bán kính uốn nhỏ hơn hai lần đờng kính uốn ngời ta thờng nung nóng ống để khi uốn ống không bị nhăn, dập. Trên máy uốn đợc bố trí khuôn mẫu, gá kẹp khuôn, thao uốnống sẽ đợc đa vào thao đúng tới cữ chặn, dới tác động của thuỷ lực nửa khuôn động sẽ chuyển động uốn ống theo đúng góc uốn mong muốn khớp với nửa khuôn tĩnh. Khi uốn ống sẽ tỳ lên hai nửa khuôn, do đó khuôn uốn sẽ chịu lực kéo, nén Mặt khác khi uốn thông thờng không sử dụng bôi trơn nên bề mặt khuôn sẽ tiếp xúc trực tiếp với ống uốn gây nên ma sát, mài mòn lớn 10 Hình 7. Bố trí khuôn trên máy uốn thuỷ lực Tổng quát lại quá trình uốn bao gồm những bớc sau: B1. Cấp ống: Đối với máy uốn PLC đa số cấp ống bằng thủ công, đối với những ống có đờng kính lớn có sự hỗ trợ của palăng, xe nâng, cẩu. Đối với máy uốn ống tích hợp điều khiển CNC có hệ thống cấp ống tự động để đảm bảo quá trình uốn liên tục. B2: Di chuyển, định vị, kẹp chặt ống: Trên các máy uốn điều khiển CNC hiện nay các thao tác này hoàn toàn tự động. ống đợc di chuyển tới vị trí lập trình sẵn và đợc kẹp chặt bởi cơ cấu kẹp ống sao cho khi uốn ống không bị di chuyển. B3: Uốn ống: Khuôn trên đợc hệ thống thuỷ lực đẩy sát vào khuôn dới, sau đó cụm động quay quanh trục cố định uốn ống thành góc định trớc. B4: Tháo ống: Đối với máy điều khiển CNC thao tác tháo ống cũng hoàn toàn tự động. Khuụn un Khuụn Thao Khuụn un [...]... nghề thợ đứng máy nên chất lợng khuôn không ổn định Nay các loại khuôn này đợc gia công trên máy tiện CNC sẽ tăng năng suất, đảm bảo ổn định chất lợng khuôn - Khuôn uốn trên (bản vẽ xem phần phụ lục): Khuôn uốn trên có dạng hình hộp có rãnh cầu đợc gắn trên phần băng động của máy uốn cùng với khuôn đỡ dới kẹp và giữ ống khi uốn Tuỳ theo bán kính uốn mà khuôn có chiều dài phù hợp Khuôn đỡ trên chịu kéo,... mòn khi uốn Cũng giống nh khuôn uốn R, thép chọn vật liệu thép SKD61 để đảm bảo độ cứng và độ bền nhiệt (khi uốn ống có quá trình nung nóng) của khuôn - Khuôn đỡ dới (bản vẽ xem phần phụ lục): Khuôn đỡ dới cũng tơng tự nh khuôn đỡ trên Vật liệu làm khuôn cũng chọn thép SKD 61 15 II Gia công khuôn trên máy công cụ CNC Sự xuất hiện của các máy công cụ CNC đã nhanh chóng thay đổi công nghệ sản xuất khuôn. ..1.2 khuôn mẫu kim loại, khuôn uốn ống Ngày nay khuôn mẫu đợc sử dụng rất nhiều trong các ngành khác nhau khi cần tạo hình vật thể nh ngành gia công biến dạng nguội, đúc, sản xuất sản phẩm nhựa Vật liệu làm khuôn cũng rất đa dạng, từ hỗn hợp cát tới các loại thép hợp kim khác nhau Các loại khuôn mẫu làm bằng kim loại sử dụng trong các ngành nh sau: a) Khuôn sử dụng trong gia công biến... giấy Máy gia công CNC sử dụng trong sản xuất khuôn mẫu có hai loại loại cắt kim loại bằng dụng cụ cắt (dao) nh máy tiện, phay và loại cắt kim loại bằng tia lửa điện (bản chất là làm bốc hơi kim loại) Về bản chất gia công trên các máy công cụ cắt CNC là giống nhau, các thông số công nghệ nh lợng chạy dao, tốc độ chạy dao, tốc độ trục chính vv đều đợc điều khiển bằng kỹ thuật số 16 Hình 12 Mô hình sản xuất. .. trục OZ trong hệ toạ độ Decac, chiều dơng của trục này có chiều hớng lên phía trên, trục OX và trục OY là hai trục nằm trên bàn máy thông thờng có chiều dài dịch chuyển lớn hơn Máy phay vạn năng CNC trục đứng đợc sử dụng nhiều nhất để gia công lòng khuôn phức tạp Hình 15 Hệ thống trục toạ độ trên máy phay đứng 18 Hình 16 Phay khuôn trên máy phay vạn năng CNC - Máy phay nằm ngang: Trục chính của máy phay... đợc mài nhẵn, (hiện nay thờng mài bằng tay), mạ crôm, anot hoá, hoặc phốt phát hoá bề mặt khuôn d) Khuôn uốn ống - Khuôn uốn R (bản vẽ xem phần phụ lục) Khuôn uốn ống có bán kính R là chi tiết có dạng trụ tròn xoay với rãnh cầu Khuôn uốn R đợc lắp trên phần băng máy cố định, nó đợc gắn vào trục quay và chỉ kéo trên trục đó khi uốn Đối với mỗi sản phẩm khác nhau khuôn uốn sẽ có đờng kính phù hợp Với đặc... những chỗ lòng khuôn phức tạp, rất khó hoặc không thể sử dụng các phơng pháp đánh bóng trực tiếp Có hai phơng pháp gia công tia lửa điện sử dụng rộng rãi là: Gia công tia lửa điện dùng điện cực định hình (phơng pháp xung định hình) Trong phơng pháp này điện cực là một hình không gian bất kỳ mà nó in hình của mình lên phôi 20 Hình 18 Gia công khuôn trên máy xung định hình Gia công tia lửa điện bằng cắt dây... đầu Đa vật liệu phôi và hình dáng yêu cầu vào bản kê B4 Xác định các toạ độ: - Block vị trí: XYZC - Block ăn mòn điện B5 Chuyển các bớc định vị và gia công tia lửa điện sang các lệnh lập trình B6 Vào chơng trình B7 Mô phỏng trên máy tính B8 Chạy chơng trình gia công trên máy 24 III Qui trình chế tạo khuôn uốn bàn ghế điển hình trên máy CNC 3.1 Qui trình gia công cơ khí a) Khuôn uốn R: Chức năng làm,... biến dạng thông dụng b) Khuôn sử dụng trong ngành nhựa Có hai loại hạt nhựa hiện thờng đợc sử dụng hiện nay trong sản xuất sản phẩm nhựa là thermoset và thermoplastic Hiện nay, xu hớng chung là dùng thermoplastic vì có thể tái chế có các loại nh Polyethylene LDPE, Polycarbonate, PET Vật liệu cho khuôn đùn ép nhựa thờng là thép P20 hoặc NA-55 12 Hình 10 Khuôn ép vỏ điện thoại Trong thiết kế khuôn ép nhựa... mặt Có nhiều hình thức lập trình nh: - Lập trình bằng tay trực tiếp trên máy CNC: Các máy CNC đợc trang bị các phím chức năng và màn hình đồ hoạ cho phép trực tiếp nhập các câu lệnh vào cụm CNC Để giảm thời gian tính toán các điểm trung gian, chiều dày lát cắt hệ thống CNC đợc cài đặt sẵn các chơng trình con - Lập trình bằng máy tính: Từ cơ sở vẽ và thiết kế trên máy tính, một hệ thống biên dịch sẽ . KH-CN M số: 247.07.RD/HĐ-KHCN Tờn ti: Nghiên cứu chế tạo khuôn uốn định hình trên máy cnc sử dụng trong sản xuất bàn ghế bằng thép ống Cơ quan chủ quản: Bộ Công thơng Cơ quan chủ. M số: 247.07RD/HĐ-KHCN Tờn ti: Nghiên cứu chế tạo khuôn uốn định hình trên máy cnc sử dụng trong sản xuất bàn ghế bằng thép ống Hà Nội. Nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy uốn ống CNC phục vụ công nghiệp uốn ống. Máy uốn ống kiểu trục tâm điều khiển CNC có những đặc điểm sau: - Tự động hoá cao, các chuyển động chính trong quá