Giáo trình Khuôn (Nghề: Cắt gọt kim loại - Cao đẳng): Phần 2 - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội

Chương Nguyên liệu khuôn khuôn đúc Mục tiêu - Trình bày tính chất học ngun liệu - Trình bày gia cơng biến dạng dẻo sử dụng tính chất nguyên liệu - Trình bày dạng đặc điểm nguyên liệu khuôn đúc, khuôn ép khuôn áp lực - Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động tích cực sáng tạo học tập Nội dung 3.1 Tính chất học nguyên liệu 3.1.1 Tính chất học 3.1.1.1 Độ bền Nó số sức mạnh với chúng nguyên liệu chống lại lực tác động bên ngồi Nó chia thành sức bền kéo, sức bền nén, sức bền uốn, sức bền cắt, sức bền xoắn độ bền mỏi Độ lớn sức mạnh đại diện với lực đặt lên diện tích đơn vị, có nghĩa độ bền chống lại lực bên Tải trọng kéo Tải trọng nén Tải trọng cắt Trọng lực xoắn Trọng lực cong Hình 3.1 Các tải ứng suất khác 3.1.1.2 Ứng suất  Ứng suất kéo  Tải trọng kéo thực nguyên liệu kéo hình 3.1 Sức bền tạo mặt cắt ngang nguyên liệu gọi ứng suất kéo  Ứng suất kéo (σt) mức độ sức mạnh tác động mặt cắt nganh nguyên liệu Giả sử diện tích mặt cắt ngang A [m2], trọng tải tác động lên nguyên liệu W [N], ứng suất kéo sau: σt = W/A [N/m2] 34 (I-1)  Ứng suất nén  Lực ép lên vật thể nén gọi ứng suất nén Độ bền tạo mặt cắt ngang nguyên liệu tác động lực gọi ứng suất nén Như hình thứ hình 3.1, ứng suất nén (σc) tạo mặt cắt ngang nguyên liệu Giả sử diện tích mặt cắt ngang A [m2], trọng tải tác động lên nguyên liệu W [N], ứng suất nén sau: σc = W/A [N/m2] (I-2)  Ứng suất cắt  Khi thép bị cắt máy cắt, bị cắt lực cắt tác động máy phía đối diện Như hình thứ hình 3.1, lực (WS) đặt lên vật thể gọi tải cắt Độ bền sinh mặt cắt ngan vật thể với đường cắt y – y gọi ứng suất cắt Ứng suất cắt (τ) sau diện tích mặt cắt ngang nguyên liệu mà A[m2] tải cắt tác động WS[N]: τ = WS/A [N/m2] (I-3)  Đơn vị ứng suất Ứng suất sức mạnh lực tác động lên diện tích đơn vị Thậm chí lực tác động lên, ứng xuất đặt nguyên liệu khác phụ thuộc vào diện tích mặt cắt nang ngun liệu Theo đó, khơng thể nói trọng tải lớn tạo ứng suất lớn 3.1.1.3 Tỷ lệ biến dạng  Nếu vật nặng tác động lên vật liêu, thay đổi nguyên tử cấu thành nguyên liệu xảy ra, qua gây biến dạng Sự khác biệt chiều dài biến dạng chiều dài trước biến dạng gọi độ dài biến dạng tỷ số kích thước biến dạng kích thước ban đầu tỷ lệ biến dạng  Nếu trọng tải kéo tác động lên vật liệu dài hình 3.2, vật liệu kéo dài hướng trục phụ thuộc vào tải trọng Ở thời điểm này, tỷ số biến dạng theo chiều dọc gọi tỷ lệ biến dạng theo chiều dọc theo hướng xun tâm gọi tỷ lệ biến dạng xuyên tâm 35 Hình 3.2 Tỷ lệ biến dạng  Hãy xem tải kéo Wt tác động lên nguyên liệu Giả thiết chiều dài ban đầu 10mm chiều dài sau tải đặt mm, tỷ lệ biến dạng theo chiều dọc (ε) sau: ε = λ/l0 = l-l0 / l0 (I-4)  Ở đây, λ gọi tỷ lệ biến dạng chiều dài Ngoài ra, tải trọng nén Wc tác động lên đường kính ban đầu d0[mm] bán kính sau biến dạng d[mm], độ biến dạng bán kính d – d0 tỷ lệ biến dạng bán kính (ε’) sau: ε' =δ / d0 = d-d0 /d0 (I-5)  Chiều dài biến dạng bán kính biến dạng λ>0, δ rãnh rót -> rãnh dẫn -> cổng -> khoang  Rãnh rót (đậu rót): Hình 4.61 Mối lien hệ rãnh rót vịi phun  Như hình 4.61, đầu kết thúc rãnh rót kết nối với vòi phun máy đúc, đầu gắn với rãnh ngang khn đúc sản phẩm đúc để nhựa nóng chảy đẩy  r hướng rãnh rót (r = R +1) lớn R chút điểm cuối vịi phun nhựa khơng bị rỉ thơng qua đường tiếp xúc vịi phun rãnh rót  Đường kính đầu vào rãnh rót 1mm lớn lỗ vịi phun Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn 84 Tai lieu Luan van Luan an Do an  Rãnh rót có độ dốc 20~40 để dễ lấy nhựa hóa rắn  Rãnh rót ngắn có tính kinh tế  Rãnh dẫn Hình 4.62 Mối liên hệ rãnh rót vịi phun  Rãnh dẫn hành động theo đường để dẫn nhựa từ vòi phun máy ép đến khoang Nhựa hóa rắn đường  Có nhiều mặt cắt ngang rãnh dẫn hình 4.62 hình trịn, hình chữ nhật, nửa trịn, hình thang, hình lục giác hình phẳng  Để trì nhiệt độ nhựa liên tục đường đến khoang, hiệu mặt cắt (khu vực chéo/ chu vi) tối đa  Trong trường hợp khuôn đúc hai bề mặt phẳng phân chia, rãnh dẫn hình trịn sử dụng Trong trường hợp bề mặt phân chia phức tạp rãnh dẫn xử lý phía khó khăn, hay trường hợp khn đúc tấm, rãnh dẫn hình thang nửa đường tròn sử dụng rộng rãi  Cổng  Chức cổng: (1) Cổng nằm điểm cuối rãnh dẫn đầu vào khoang, đường nhựa nóng chảy vào khoang (2) Nó khơng kiểm sốt hướng lượng dịng nhựa để lấp đầy khoang, mà cịn bịt kín nhựa khoang hồn tồn hóa rắn để tránh nhựa chảy ngược lại rãnh dẫn (3) Nhiệt ma sát tạo cổng làm giảm dấu dòng đường hàn (4) Nó khiến việc cắt rãnh dẫn sản phẩn khn đúc, cơng việc hồn thiện dễ dàng Trong trường hợp cửa cho nhiều tháo ra, cân làm đầy khoang thực điều chỉnh độ dày, chiều rộng độ dày cổng (5) Vì làm giảm lực cịn lại vị trí mà sản phẩm đúc cổng gặp nhau, ngăn ngừa khuyết tật nứt, biến dạng cong xảy Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn 85 Tai lieu Luan van Luan an Do an  Vấn đề cổng (1) Chỉ số dòng chảy tăng sức cản dỏng, khiến chảy khó (2) Giống nhận vệt lõm gần cổng  Các dạng cổng (1) Cổng không giới hạn: cổng trực tiếp cổng không giới hạn, áp dụng rộng rãi (2) Cổng giới hạn: cổng giới hạn có diện tích mặt cắt hạn chế nên cổng nhanh chóng hóa rắn Nó có đặc điểm sau so với cổng khơng giới hạn (3) Cổng trực tiếp Nó cịn gọi cổng đậu rót Nó khiến rãnh rót hành động rãnh dẫn rót cổng Nó lấp đầy nhựa trực tiếp từ rãnh rót đến khoang Xem hình 4.63 Hình 4.63 Cổng trực tiếp (4) Cổng pan: sử dụng sản phẩm đúc phẳng, có diện tích lớn nhựa cần lấp đầy khoang cách trôi chảy đồng Nó sử dụng có lo ngại bọt dấu dịng sản phẩm đúc Xem hình 4.64 (5) Cổng phẳng trượt: dạng nhựa đặt vào khoang từ phía sản phẩm đúc Vì nhựa nóng chảy nhanh chóng hóa rắn cổng, mát áp lực bơm nhỏ Nó cịn gọi cổng chuẩn (6) Cổng đầu ghim: cổng giới hạn sử dụng cổng cài đặt sản phẩm đúc Vì có lỗ nhỏ, gọi cổng ghim Vì phần diện tích cổng nhỏ, nguyên liệu phải có độ nhớt thấp sức cản dòng cao, áp lực bơm phải nâng lên Xem hình 4.65 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn 86 Tai lieu Luan van Luan an Do an Hình 4.64 Cổng Pan Hình 4.65 Cổng ghim  Đặc điểm (1) Cổng cắt tự động (2) Lựa chọn vị trí cổng tương đối tự (3) Có lực cịn lại gần cổng (4) Trong trường hợp sản phẩm đúc với nhiều khu vực suốt dễ biến dạng, việc sử dụng cổng nhiều điểm làm giảm độ co rút biến dạng (5) Vì sử dụng rộng rãi khuôn đúc tấm, chu kỳ đúc trở nên dài (6) Nó có tổn thất áp suất lớn  Bộ đẩy Nếu nhựa lấp đầy khoang sản phẩm đúc hóa rắn, khuôn mở đẩy đẩy sản phẩm đúc khỏi khuôn đúc Trong trường hợp dạng di chuyển mở với đường phân khn đẩy lắp ráp với dạng di chuyển, đẩy sản phẩm đúc Bộ bơm gồm có đẩy (trên dưới), chốt đẩy, chốt quay lại, chốt khóa rãnh rót chốt dừng  Đẩy sản phẩm đúc Làm để đẩy: chốt, ống lót, mũi nạo, áp suất khơng khí sử dụng Nó sử dụng đơn lẻ kết hợp với thứ khác để xác định điều kiện đẩy:  Chúng xác định nguyên liệu đúc hình dạng sản phẩm đúc Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn 87 Tai lieu Luan van Luan an Do an  Sản phẩm đúc khơng biến dạng phải dễ để lấy từ khuôn đúc  Dấu vết đẩy không vấn đề hình thức  Thất bại sửa chữa  Tuổi thọ khn đúc dài gia công dễ dàng  Phương pháp đẩy  Chốt đẩy  Ống lót đẩy  Mũi nạo  Hệ thống làm nguội Sản phẩm nhựa đúc tạo nhựa dẻo nóng chảy đặt vào khoang khuôn đúc, làm nguội trước sản phẩm đúc lấy Do đó, nhiệt độ khn đúc ảnh hưởng đến độ co rút thời gian làm nguội nhựa Vì vậy, thiết kế thực nhiệt độ khuôn đúc thiết kế phù hợp  Mục tiêu kiểm soát nhiệt độ khuôn đúc  Rút ngắn thời gian chu kỳ đúc  Cải thiện hình dáng, kích thước, độ xác kích thước bề mặt sản phẩm đúc  Cải thiện sức bền sản phẩm đúc  Gia tăng độ dẻo  Xem xét việc thiết kế kênh nước làm mát  Mạch làm mát thiết kế trước phun  Làm mát thực cho phận nhiệt độ cao rãnh rót cổng đến phận khác Xem hình 4.66 Hình 4.66 Vịng tuần hồn làm mát theo thứ tự Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn 88 Tai lieu Luan van Luan an Do an  Kênh nước làm mát thực với hướng co rút cho nhựa với độ rút khuôn lớn  Để tránh thiệt hại khoang áp lực phun, cần đảm bảo khoang cách 100mm từ khu vực đúc  Vì chốt lõi có đường kính nhỏ bị kẹt nước làm mát chảy, cần thiết kế theo cách mà nước làm mát khí bị nén xâm nhập  Thiết kế thực theo cách mà phía cố định di chuyển khn đúc điều chỉnh độc lập  Chênh lệch nhiệt độ thấp nước làm mát đầu vào đầu mong muốn 4.4.3 Quy trình thiết kế khn đúc Thông thường nhà máy, phân xưởng sản xuất khuôn thường thực công việc gia công khuôn theo bước sau: (1) Nhận chi tiết tiêu chuẩn, thép đúc, lên kế hoạch lập sơ đồ sản xuất (2) Tạo mẫu kiểm tra (3) Thiết kế tạo liệu gia công CAD/CAM (4) Gia cơng bề mặt, chi tiết có hình dáng đơn giản phương pháp gia cơng tạo hình 2D (5) Lắp ráp khuôn lại với thành khối (6) Gia công bề mặt phức tạp phương pháp gia cơng tạo hình 3D (7) Đánh bóng chi tiết khn (8) Kiểm tra thử nghiệm khn (9) Hồn tất khn, chế tạo phận hỗ trợ cho việc vận chuyển khuôn (10) Tạo thông tin phản hồi, lập hồ sơ danh sách khn (11) Đóng kiện giao khn Với loại khn lớn có hình dáng phức tạp cần phải lập kế hoạch gia cơng, việc lập quy trình cơng nghệ chọn dụng cụ để gia công công việc quan trọng Trong nhiều trường hợp, việc lựa chọn thông số cơng nghệ cần phải trao đổi với người có kinh nghiệm kết nhận tốt Trong xu hướng cạnh tranh thị trường ngày nay, nhà sản xuất khuôn cần phải đầu tư công nghệ gia công khuôn đại Việc áp Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn 89 Tai lieu Luan van Luan an Do an dụng hệ thống CAD/CAM-CNC lĩnh vực chế tạo khuôn giải pháp tốt vì: (1) Thời gian gia cơng giảm (2) Tăng chất lượng khn hình dáng độ bóng (3) Giảm thời gian đánh bóng thủ công thử nghiệm Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn 90 Tai lieu Luan van Luan an Do an Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn