Nghiên cứu sử dụng phần mềm CADCAM proe creo để thiết kế khuôn ép áp lực thanh nhôm định hình

Trình bày về việc nghiên cứu bố trí profile, lựa chọn các thông số thiết kế cho một loại sản phẩm thanh nhôm định hình để thiết kế một bộ khuôn đùn.. Chỉ với Creo 2.0 người dùng có thể t

- NGUYỄN ĐĂNG LƯƠNG

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG PHẦN MỀM CAD/CAM PRO/E CREO ĐỂ THIẾT KẾ KHUÔN ÉP ÁP LỰC

THANH NHÔM ĐỊNH HÌNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KĨ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: CƠ ĐIỆN TỬ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS HOÀNG VĨNH SINH

Hà Nội – Năm 2014

Tôi xin chân thành cám ơn Thầy giáo PSG.TS Hoàng Vĩnh Sinh, người đã luôn nhiệt tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong việc thực hiện luận văn này

Tôi xin chân thành cám ơn các thầy giáo phản biện đã đọc luận văn và đóng góp cho tôi những ý kiến quý báu và bổ ích

Nhân đây, tôi cũng xin gửi lời cám ơn chân thành tới những người thân, gia đình, bạn bè thân thiết đã giúp đỡ, động viên tôi trong học tập cũng như trong cuộc sống để tôi có được kết quả như ngày hôm nay

Tôi xin cam đoan những gì tôi viết trong luận văn là hoàn toàn do tôi tự tìm hiểu và trình bày

Hà nội, ngày tháng 10 năm 2014

Tác giả

Nguyễn Đăng Lương

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 1

MỤC LỤC 2

LỜI NÓI ĐẦU 5

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 7

Chương 1 NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG PHẦN MỀM CREO PARAMETRIC 2.0 10

1.1 Tổng quan về Creo 10

1.1.1 Thiết kế sản phẩm 10

1.1.2 Thiết kế khuôn 10

1.1.3 Lập trình gia công CNC 11

1.1.4 Mô phỏng động tính toán ứng suất 11

1.1.5 Thiết lập và xuất bảng vẽ 2D 13

1.2 Môi trường vẽ phác – Sketcher 13

1.2.1 Sketcher Toolbar 13

1.2.2 Các công cụ thiết kế đối tượng hình học : 15

1.2.3 Thay đổi đối tượng (Edit) 15

1.2.4 Thêm các rằng buộc (Add Constraint) 16

1.2.5 Tạo các mặt phẳng và trục tọa độ 16

1.3 Các lệnh tạo khối cơ bản 16

1.3.1 Lệnh extrude 16

1.3.2 Lệnh revolve 17

1.3.3 Tạo lỗ Hole 17

1.3.4 Tạo gân – Rib 17

1.3.5 Shell – Tạo chi tiết dạng vỏ 17

1.3.6 Tạo mặt nghiêng – Draft 17

1.3.7 Lệnh Round 17

1.3.8 Sweep 17

1.3.9 Swept Blend 18

1.3.10 Blend 18

1.4 Hiệu chỉnh thông số thiết kế và các công cụ hỗ trợ thiết kế 18

1.4.1 Hiệu chỉnh thông số thiết kế 18

1.4.2 Các công cụ hỗ trợ thiết kế 18

Chương 2 KẾT CẤU VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA KHUÔN ÉP NHÔM 20 2.1 Quá trình đùn ép nhôm 20

2.1.1 Nguyên tắc đùn ép 20

2.1.2 Các kiểu máy ép 21

2.2 Khuôn đùn ép 23

2.2.1 Các loại khuôn và kết cấu 23

2.2.1.1 Khuôn solid 24

2.2.1.2 Khuôn hollow 24

2.2.2 Các bộ phận khuôn cơ bản 25

2.2.2.1 Container 26

2.2.2.2 Vòng khuôn (Die ring): 26

2.2.2.3 Khuôn phụ (Backer) 26

2.2.2.4 Đệm khuôn (Bolster) 26

2.2.2.5 Stem (ram) 26

2.2.3 Mác thép chế tạo khuôn và chế độ nhiệt luyện nhôm 27

2.2.3.1 Các mác thép chế tạo khuôn 27

2.2.3.2 Chế độ nhiệt luyện khuôn 27

2.3 Các loại hợp kim nhôm dùng trong quá trình đùn ép 29

2.3.1 Hợp kim hệ Al-Mg-Si 31

2.3.2 Các hợp kim hệ 7000 Al-Zn-Mg 32

2.3.3 Các hợp kim hệ 2000 Al-Cu và hệ 7000 Al-Zn-Mg-Cu 33

2.3.4 Hợp kim không nhiệt luyện hệ 3000 Al-Mn và các hợp kim đùn ép hệ 5000 33

2.4 Quy trình sản xuất một loại khuôn đùn ép 34

2.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm: 38

2.6 Một số dạng hư hỏng hay gặp trong quá trình đùn ép nhôm 38

2.7 Phương pháp sửa chữa khuôn thông thường 41

2.8 Bảo quản khuôn 41

2.9 Công nghệ thấm nito cho khuôn mới 42

2.10 Khảo sát tổ chức lớp thấm của khuôn thấm lại nitơ 45

Chương 3 THIẾT KẾ KHUÔN ĐÙN ÉP NHÔM 49

3.1 Bố trí profile và đường kính khuôn 49

3.2 Xử lý bearing 52

3.3 Thiết kế khuôn 53

3.3.1 Thiết kế DIE 54

3.3.2 Thiết kế Feeder Plate (FP) 55

3.3.3 Thiết kế BACKER 55

3.4 Thiết kế một số bộ phận khuôn 56

3.4.1 Thiết kế Die ring (Áo khuôn) 56

3.4.2 Thiết kế Bolster (Đệm khuôn) 56

Chương 4 MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH TẠO SẢN PHẨM 58

4.1 Khái quát chung về mô phỏng số 58

4.2 Nghiên cứu ứng dụng phần mềm ANSYS vào mô phỏng số 59

4.3 Các bước tiến hành mô phỏng số trong Ansys 60

4.4 Mô phỏng quá trình tạo sản phẩm 66

4.5 Kết luận 72

KẾT LUẬN 73

TÀI LIỆU THAM KHẢO 75

PHỤ LỤC 76

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay sự phát triển của khoa học kỹ thuật đã thúc đẩy công nghệ thiết kế

và sản xuất tự động phát triển theo Cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin, nhiều phần mềm hỗ trợ cho việc thiết kế và lập kế hoạch sản xuất đã ra đời, với các tính năng nổi trội có thể giúp con người khắc phục nhiều khó khăn trong quá trình hoạt động sản xuất Góp phần làm giảm đáng kể giá thành sản phẩm, đa dạng hóa sản phẩm, nâng cao độ tin cậy, đảm bảo sức khỏe và điều kiện làm việc cho con người…

Trong lĩnh vực cơ khí chế tạo, việc thiết kế chế tạo khuôn ép áp lực còn gặp rất nhiều khó khăn bởi công cụ hỗ trợ cho việc thiết kế và gia công còn nhiều hạn chế, do đó chất lượng và tính thẩm mĩ của sản phẩm tạo ra chưa cao Việc ứng dụng các phần mềm CAD/CAM để thiết kế khuôn và mô phỏng quá trình đùn ép nhôm là vấn đề mà các cán bộ kỹ thuật cần phải quan tâm Bởi công việc này có thể giúp chúng ta dự đoán những khuyết tật, kịp thời đưa ra phương án xử lý trước khi đi vào sản xuất, do đó giảm chi phí và nâng cao được chất lượng sản phẩm

Đề tài được trình bày trong 4 chương:

Chương 1 Nghiên cứu sử dụng phần mềm Creo parametric 2.0 Tìm hiểu về các mô đun, các lệnh tạo khối cơ bản, cách hiệu chỉnh các thông số thiết kế, các công cụ hỗ trợ thiết kế trong phần mềm Creo parametric 2.0

Chương 2 Kết cấu và yêu cầu kỹ thuật của khuôn đùn ép nhôm Nguyên tắc đùn ép, các kiểu máy ép, các loại khuôn và kết cấu, các mác thép dùng trong chế tạo khuôn, các loại hợp kim nhôm

Chương 3 Thiết kế khuôn đùn ép nhôm Trình bày về việc nghiên cứu bố trí profile, lựa chọn các thông số thiết kế cho một loại sản phẩm thanh nhôm định hình

để thiết kế một bộ khuôn đùn

Chương 4 Mô phỏng quá trình tạo sản phẩm Trình bày về việc nghiên cứu

sử dụng phần mềm ANSYS để mô phỏng việc tạo hình dạng thanh nhôm định hình Phần kết luận đưa ra một vài tổng kết quan trọng và hướng phát triển của đề tài

Mặc dù đã rất cố gắng nhưng đề tài không tránh khỏi những khiếm khuyết Kính mong nhận được sự đóng góp của các thầy cô trong và ngoài trường để em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cám ơn!

Tác giả

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 2.15 Tổ chức lớp thấm có tích tụ nito 45

Chương 1 NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG PHẦN MỀM CREO PARAMETRIC 2.0

1.1 Tổng quan về Creo

Creo 2.0 là phần mềm của hãng Prametric Technology Corp Được nâng cấp lên

từ phiên bản Pro/E với giao diện được thay đổi gần như hoàn toàn để người dùng có thể thao tác dể dàng hơn Đây là phần mềm thiết kế theo tham số, có nhiều tính năng mạnh trong lĩnh vực CAD/CAM/CAE Chỉ với Creo 2.0 người dùng có thể thiết kế, tạo khuôn, lập trình gia công CNC và lập mô hình mô phỏng được tất cả các chi tiết hay vật thể

Một số module nổi bật của Creo 2.0:

1.1.1 Thiết kế sản phẩm

Người dùng có thể thiết kế được tất cả các sản phẩm từ đơn giản bằng các công cụ: Extrude, Revolve, Sweep đến phức tạp bằng các lệnh: Blend, Warp, Section Sweep, Sweep Blend,…Hơn nữa, Creo 2.0 còn hỗ trợ thiết kế sản phẩm theo tham số để tạo

mô hình các chi tiết máy tiêu chuẩn một cách nhanh chóng

1.1.2 Thiết kế khuôn

Hình 1.1 Mô hình 3D trong Creo

Creo 2.0 mô phỏng các quá trình lắp khuôn và tách khuôn tạo sản phẩm Sau khi thiết kế xong chi tiết mẫu, Creo 2.0 cho phép chúng ta tính toán độ co rút của vật liệu, tự động thiết kế hình dạng lồng khuôn cho chi tiết mẫu và mô phỏng quá trình tách khuôn với chức năng Mold Cavity

1.1.3 Lập trình gia công CNC

Với sự hỗ trợ của phần mềm Creo 2.0, việc lập trình gia công CNC thật sự linh hoạt hơn và dễ dàng hơn Người dùng cũng có thể Tiện mặt ngoài, mặt đầu, tiện lỗ, rãnh, ren,…trên các bề mặt tròn xoay một cách dễ dàng

1.1.4 Mô phỏng động tính toán ứng suất

Hình 1.3 Mô phỏng đường chạy dao trong Creo Hình 1.2 Mô phỏng tách khuôn trong Creo

Với chức năng mô phỏng động, Creo 2.0 giúp người dùng lắp ráp các chi tiết thành 1 sản phẩm hoàn chỉnh, sau đó tạo các khớp nối giữa các chi tiết giúp cho mô hình có thể chuyển động Ngoài ra, Creo 2.0 còn có khả năng kiểm nghiệm ứng suất, chuyển vị, biến dạng tuyến tính và phi tuyến, xác định và dự đoán khả năng phá hủy vật liệu

Hình 1.4 Mô phỏng động trong Creo

Hình 1.5 Phân tích lực trên một chi tiết trong Creo

1.1.5 Thiết lập và xuất bảng vẽ 2D

Cũng như các phần mềm vẽ khác, Creo cung cấp module tạo các hình chiều đứng, bằng hay cạnh,… từ mô hình 3D của chi tiết Ngoài ra phần mềm còn cung cấp các kí hiệu có sẵn như độ nhám, các kí hiệu dung sai hình học và vị trí,… điều đó không những góp phần làm bản vẽ trở nên đẹp hơn, sáng sủa hơn mà còn giải phỏng sức lao động con người

1.2 Môi trường vẽ phác – Sketcher

Sketcher là môi trường đồ hoạ để thiết kế các đối tường hình học 2D trong Creo Parametric Các đối tượng này có thể được sử dụng để tạo ra các đối tượng khác (mặt, khối) hoặc sử dụng trong môi trường NC Sketcher rất mạnh, các công

cụ thiết kế giúp chúng ta có thể thiết kế, thay đổi trong mối quan hệ với nhau

1.2.1 Sketcher Toolbar

Lựa chọn

Tạo đường thẳng qua hai điểm

Tạo đường thẳng tiếp tuyến với hai đối tượng

Tạo đường tâm ( để lấy đối xứng )

Hình 1.6.Tạo bản vẽ 2D trong Creo

Tạo hình hộp

Tạo đường tròn từ tâm và một điểm trên đường tròn

Tạo đường tròn đồng tâm

Tạo đường tròn qua ba điểm

Tạo đường tròn tiếp tuyến với ba đối tượng khác

Tạo Ellipse

Tạo cung tròn

Tạo cung tròn đồng tâm với một cung tròn cho trước

Tạo cung tròn bởi tâm và hai điểm trên cung

Tạo cung tròn tiếp tuyến với ba đối tượng

Tạo đường cong qua hai điểm

Vê tròn góc hai đối tượng bằng cung tròn

Vê tròn góc hai đối tượng bằng cung elíp

Tạo đường cong Spline

Tạo điểm

Tạo gốc tọa độ

Tạo đối tượng từ các cạnh bao của khối hoặc bề mặt

Tạo đối tượng đồng dạng từ các cạnh khối

Ghi kích thước đối tượng

Hiệu chỉnh kích thước đối tượng

Tạo các quan hệ ràng buộc

Tạo đối tượng chữ

Cắt tỉa một nhánh của đối tượng

Cắt tỉa cả hai nhánh của đối tượng

Chia đối tượng thành hai phần tại điểm lựa chọn

Lấy đối xứng đối tượng

Quay đối tượng

Sao chép đối tượng

Thoát khỏi Sketch

1.2.3 Thay đổi đối tượng (Edit)

- Di chuyển một điểm

- Di chuyển đoạn thẳng

- Thay đổi kích thước đoạn thẳng

- Di chuyển đường tròn/ Cung tròn/ Ellipse

- Thay đổi kích thước đường tròn/ cung tròn/ Ellipse

- Di chuyển đường cong Spline

- Di chuyển các điểm trên đường cong spline

- Thay đổi độ dốc ở điểm cuối của đường cong spline

- Thay đổi kích thước bằng cách kéo

- Di chuyển vị trí của kích thước

1.2.4 Thêm các rằng buộc (Add Constraint)

:rằng buộc theo phương ngang

: rằng buộc theo phương thẳng đứng

: rằng buộc song song

: rằng buộc vuông góc

: rằng buộc tiếp tuyến

: rằng buộc đồng tâm

: Tạo giá trị giống nhau

: tạo sự đối xứng hai điểm qua đường tâm

: tạo sự thẳng hàng giữa các điểm theo phương ngang

1.2.5 Tạo các mặt phẳng và trục tọa độ

Các biểu tượng tạo các mặt phẳng và trục tọa độ:

: Tạo mặt phẳng tọa độ mới

: Tạo đường tâm trục

: Tạo điểm tham chiếu và gốc tọa độ mới

1.3 Các lệnh tạo khối cơ bản

1.3.1 Lệnh extrude

Xây dựng mô hình khối từ một biên dạng Sketch đóng kín, phát triển theo hướng xác định để tạo thành vật liệu khối từ biên dạng 2D Chức năng Extrude vừa có thể tạo khối và cũng có thể dùng thực hiện cắt khối theo biên dạng Sketch kín được chọn Extrude được sử dụng cơ bản nhất trong quá trình tạo hình, từ thiết

1.3.2 Lệnh revolve

Xây dựng mô hình khối dạng tròn xoay từ một biên dạng kín và trục quay cố định Mô hình vật thể có thể là dạng tròn xoay toàn phần hoặc một phần Tương tự như Extrude, Revolve cho phép thêm vật liệu (thêm khối ) và cũng có thể thực hiện cắt vật liệu của mô hình khối Ứng dụng cơ bản nhất của Revolve được sử dụng cho các chi tiết dạng tròn xoay, dạng trục hoặc dạng lỗ

1.3.3 Tạo lỗ Hole

Cho phép tạo nhanh các dạng lỗ (chủ yếu khoét lỗ) theo tiêu chuẩn lỗ của ngành cơ khí hoặc theo biên dạng cho mô hình của người thiết kế

1.3.4 Tạo gân – Rib

Tạo nhanh các thiết kế dạng gân trợ lực cho mô hình với biên dạng gân đơn giản, bề dày gân có thể thay đổi dễ dàng mà không ảnh hưởng đến các thiết kế khác

1.3.5 Shell – Tạo chi tiết dạng vỏ

Tạo nhanh các mô hình dạng khối đặc chuyển sang dạng vỏ với bề dày xác định Ứng dụng tạo Shell cho toàn bộ mô hình sản phẩm

1.3.6 Tạo mặt nghiêng – Draft

Thay đổi góc nghiêng của bề mặt bao của mô hình so với một đối tượng tham chiếu chỉ định

1.3.7 Lệnh Round

Tạo nhanh các góc vê tròn trên các cạnh khối với bán kính không đổi hoặc thay đổi, tùy theo lựa chọn Constant hay Variable Hình dạng góc vê có thể là dạng cung tròn hoặc cung conic, có thể bám theo dạng đường cạnh vê hoặc theo một đường dẫn tạo hình khác

1.3.8 Sweep

Quét một đối tượng theo đường dẫn có ba trường hợp sau:

- Trường hợp 1: Quét tiết diện theo một đường dẫn

- Trường hợp 2: Quét tiết diện theo nhiều đường dẫn

- Trường hợp 3: Ứng dụng Relation trong lệnh Sweep

1.3.9 Swept Blend

Lệnh Swept Blend tạo khối đặc mặt bằng cách quét (sweep) và trùm (blend) nhiều tiết diện (section) theo một quỹ đạo cho trước

1.3.10 Blend

Lệnh Blend được sử dụng để tạo khối Solid, Suface qua các tiết diện khác nhau

mà không cần đường dẫn hướng Mô hình tạo thành lệnh này có thể trơn hoặc gấp khúc, tùy theo sự điều chỉnh và lựa chọn của người thiết kế

1.4 Hiệu chỉnh thông số thiết kế và các công cụ hỗ trợ thiết kế

1.4.1 Hiệu chỉnh thông số thiết kế

- Ứng dụng

- Thực hiện các thay đổi về thông số hình học như bề dày, hướng tạo khối, góc quay,…

- Thực hiện xóa hay tạm dừng lệnh ứng dụng tạo hình từ menu quản lý lệnh

- Thay đổi đối tượng tham chiếu hoặc tham số ràng buộc

- Thay đổi kiểu đường, màu sắc, thêm chú thích

- Hiệu chỉnh kích thước của Sketch

- Trên cây menu quản lý lệnh, click phải chuột vào lệnh cần thay đổi và chọn Edit

- Thực hiện thay đổi kích thước : chiều dài, góc, bề dày,…

- Hiệu chỉnh lại thông số tạo hình, thay đổi biên dạng Sketch

- Trên cây menu quản lý lệnh, click phải chuột vào ứng dụng đặc tính cần thay đổi và chọn Edit Definition

- Nhập lại thông số tạo hình hoặc thay đổi lại biên dạng Sketch

1.4.2 Các công cụ hỗ trợ thiết kế

 Copy

Cho phép sao chép nhanh các đặc tính tạo hình đã có sang một vị trí mới Sau khi copy, các đặc tính tạo hình sẽ nằm trong cùng một nhóm Group

Chức năng Copy cho phép sao chép các đối tượng tham chiếu hình học, các

đặc tính tạo hình và các kích thước kèm theo

Đường dẫn : Edit/ Feature Operation / Copy

Tạo nhanh các đặc tính phân bố dưới dạng ma trận hàng cột, dạng phân độ,

hoặc dạng bố trí trên một đường cong bất kì

Đường dẫn : Edit / Pattern

Chương 2 KẾT CẤU VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA KHUÔN ÉP NHÔM

2.1 Quá trình đùn ép nhôm

2.1.1 Nguyên tắc đùn ép

Nguyên tắc cơ bản của đùn ép nhôm rất đơn giản: một thỏi nhôm hình trụ (Billet) đã qua xử lý gia nhiệt trước được đặt trong máy đùn ép thuỷ lực và được ép

ở áp suất cao qua một khuôn ép bằng thép, khi đó thỏi nhôm đùn ra khỏi máy ép sẽ

có hình dạng theo ý muốn Kiểu khuôn đơn giản nhất là loại khuôn thép được qua

xử lý nóng, có một lỗ, được gia công cơ khí đặc biệt, có hình dạng theo thiết kế Cùng với các phụ kiện khác, khuôn được giữ trong một trượt khuôn - một bộ phận của máy ép Gắn chặt với trượt khuôn là một container (buồng ép) Trong buồng ép

là một billet được chèn vào sau khi nó đã được nung nóng ở nhiệt độ khoảng 5000C Buồng ép cũng được gia nhiệt bằng một dụng cụ cách điện tốt, nhằm đảm bảo billet luôn được giữ ở nhiệt độ đồng nhất Ram (pittông) sẽ tạo áp lực lên Billet và đầu của ram (dummy block: chày ép) phải được thay định kỳ, bởi vì chức năng của nó là hấp thụ mài mòn do sự tiếp xúc với kim loại nóng gây ra Và áp lực được thực hiện bởi Main piston (pitông chính) vận hành bằng dầu thuỷ lực Dầu thủy lực sinh ra dưới áp lực của bơm dầu áp lực này sẽ làm thanh nhôm được ép qua lỗ trong khuôn, tạo thành thanh có hình dạng giống với hình của lỗ trong khuôn

Hình 2.1 Quá trình đùn ép

Chu trình phải dừng trước khi mũi Ram chạm khuôn Container quay trở lại xilanh nhả khuôn còn giữ phần còn lại của Billet; Ram cũng sẽ lùi lại và mẩu Billet sẽ bị tách ra khỏi khuôn bởi một lưỡi cắt từ trên Công suất lớn nhất mà pitông chính thực hiện được gọi là công suất ép Công suất ép được đo bằng tấn Các máy ép công nghiệp có công suất từ 500 đến 20.000 tấn, nhưng hầu hết nằm trong khoảng 1.200 - 3.500 tấn

2.1.2 Các kiểu máy ép

Về ứng dụng thực tế, các kiểu cơ bản của máy đùn ép như sau:

a Máy đùn ép trực tiếp loại đơn giản:

Hình 2.2 Máy đùn ép trực tiếp

(1-Bộ phận đỡ khuôn, 2-Khuôn, 3-Bộ phận cắt, 4-Billet container, 5-Con trượt, 6-Chày ép, 7-Xilanh, 8-Khu vực chứa dầu và bộ phận điều khiển động cơ)

b Máy đùn ép trực tiếp có lõi rỗng:

Hình 2.3 Máy đùn ép trực tiếp có lõi rỗng

(1-Bộ phận đỡ khuôn, 2-Khuôn, 3-Bộ phận cắt, 4-Billet container, 5-Con trượt, 6-Chày ép, 7-Mandrel, 8-Mũi khoan, 9-Xilanh, 10-Khu vực chứa dầu và bộ

phận điều khiển động cơ)

Kiểu này được sử dụng để đùn ép các thanh rỗng vì nó không thể sử dụng các khuôn truyền thống

Các bước cơ bản của máy ép này được thực hiện như sau:

Pitông và thiết bị rỗng cùng tiến lên cho đến khi Ram chạm đến Billet

Lõi rỗng trung tâm tiến trong khi pittong dừng lại, tạo đường qua Billet và xuyên qua nó (nhưng thường thì Billet được khoan trước) và dừng lại khi đầu của nó đã vào lỗ khuôn

Lúc này thiết bị rỗng dừng trong khi Pittong tiến và Billet được đùn qua khoảng hình khuyên giữa khuôn và lõi rỗng

c Máy đùn ép gián tiếp hoặc máy ép ngược:

Trong quá trình đùn ép gián tiếp, lực máy ép tạo ra một áp lực rất cao trong buồng ép lực ép này làm bề mặt của billet dính chặt vào thành buồng ép Khi Billet tiến vào buồng ép, các tầng bên trong buồng ép di chuyển dễ dàng hơn các tầng gần

bề mặt Điều này do phản ứng ma sát đáng kể tạo ra Các phản ứng này có thể hấp thụ hơn 20% lực ép khi vận hành trên các hợp kim cứng Điều này làm hạn chế khả năng đùn ép, đặc biệt với các thanh mỏng

Đối với loại máy ép ngược, buồng ép được làm để di chuyển cùng tốc độ và cùng hướng với Ram , để mà không có sự di chuyển tương ứng giữa Billet và buồng

ép , không có các phản ứng ma sát và toàn bộ lực ép sẽ được tận dụng để đùn ép Billet Vì có cùng lực ép, do đó, có thể đạt được tốc độ ép cao hơn: ví dụ đối với các máy ép có vách mỏng hơn Một thuận lợi khác đối với loại máy ép nghịch này là với hệ thống này thì có thể tránh được điểm làm việc cứng và hạn chế được hiện tượng tạo ra thớ kết tinh ở phía cuối khi sử dụng hợp kim cứng, giảm số các thanh

bị khuyết tật

Tuy nhiên, cùng với các thuận lợi trên thì kiểu máy ép này cũng có những bất lợi đáng kể Một trong những bất lợi chính là, đối với loại máy ép trực tiếp, vỏ của Billet có chứa nhiều oxit và chất kết tủa còn nằm ở trên vách buồng ép và được Ram thu lại sẽ được chuyển đến khu thải Quá trình này lại không xảy ra với máy ép nghịch nơi mà vỏ Billet hình thành trực tiếp trên bề mặt của thanh ép, gồm cả các khuyết tật bề mặt Một hạn chế quan trọng khác của máy ép nghịch là các sản phẩm được đùn ép phải đi qua bên trong trục giữ khuôn và điều này làm hạn chế các thanh đạt được

Hình 2.4 Máy đùn ép gián tiếp

(1-Bộ phận đỡ khuôn, 2-Khuôn, 3-Bộ phận cắt, 4-Billet container, 5-Con

trượt, 6-Chày ép, 7-Bộ phận bịt kín, 8-Xilanh, 9-Khu vực chứa dầu và bộ phận điều

2.2.1 Các loại khuôn và kết cấu

Về cơ bản khuôn đùn ép nhôm được chia ra làm hai loại sau:

- Khuôn solid: dùng để tạo ra những thanh đặc, không có lỗ ở trong

- Khuụn hollow: dựng để tạo ra những thanh cú lỗ, hoặc rỗng ở trong

Tuỳ thuộc vào từng loại mỏy đựn ộp mà thiết kế chiều dầy một bộ khuụn

Hỡnh 2.5 Kết cấu khuụn solid

Chức năng và nguyờn lý làm việc:

- FP: Phõn chia dũng nhụm và dẫn hướng cho dũng nhụm vào khuụn, được lắp ghộp phớa trước DIE thụng qua chốt định vị, chịu ỏp lực ộp và độ đàn hồi nhiệt cho khuụn, tăng độ cứng vững và tuổi thọ của khuụn trong quỏ trỡnh làm việc

- DIE: Tạo ra hỡnh dỏng hỡnh học của profile và chất lượng bề mặt của sản phẩm, cho phộp dũng nhụm chảy qua cỏc khe hở được tạo trờn bề mặt DIE

- BACKER: Tăng độ cứng vững cho DIE, được lắp ghộp phớa sau DIE thụng qua chốt định vị, làm tăng độ ổn định và tuổi thọ của khuụn

vị trí đánhmã số vị trí đánh mã số

Hình 2.6 Kết cấu khuôn hollow

Chức năng và nguyên lý làm việc:

- BG: Phân chia dòng nhôm và dẫn hướng cho dòng nhôm vào khuôn, tạo ra hình dáng hình học các lỗ rỗng khép kín bên trong của profile Được lắp ghép chặt với DIE thông qua chốt định vị

- DIE: Tạo ra hình dáng hình học bao quát phía bên ngoài của profile, khi được lắp ghép với BG sẽ tạo ra hình dáng hình học của sản phẩm hoàn chỉnh

- BK: Tăng độ cứng vững cho khuôn, được lắp ghép phía sau của DIE đảm bảo tính

ổn định cho khuôn

Sau khi đã lắp ghép được một bộ khuôn hoàn chỉnh ta lắp ghép vào với DIE RING (là chi tiết bao bên ngoài toàn bộ khuôn), tiếp tục lắp ghép với BOLSTER và đặt vào trong DIE HOUSE sau đó đưa vào đùn ép

2.2.2 Các bộ phận khuôn cơ bản

Hình 2.7 Các bộ phận khuôn cơ bản

(1-Feeder plate, 2-Die, 3-Backer, 4-Die ring, 5-Bolster, 6-Presure pad, 7-Fixed

dummy)

Các bộ phận cơ bản của khuôn bao gồm: khuôn phụ, đi kèm là áo khuôn, đệm khuôn và đệm phụ Các bộ phận này được lắp vào một bộ phận gọi là bộ phận chứa dụng cụ (tool carrier), hoặc là container Một cửa trượt đóng giữ việc lắp đặt bảo vệ khỏi lực của máy ép Khuôn phụ và đệm khuôn giúp phân bổ áp lực đồng đều và hỗ trợ khuôn Dưới đây ta tìm hiểu về một số bộ phận chính:

2.2.2.1 Container

Đây là một xylanh thép, có một tấm đệm lót có thể thay chuyển được Container có đường kính bên trong lớn hơn một chút so với đường kính billet được đùn ép Chiều dài của nó thay đổi theo lượng công suất và nhà chế tạo máy ép

2.2.2.2 Vòng khuôn (Die ring):

Là một ống lồng (bọc ngoài) để giữ khuôn và khuôn phụ trong mối liên kết

trục với nhau

2.2.2.3 Khuôn phụ (Backer)

Khuôn phụ giống như khuôn nhưng thường dày hơn 2 đến 3 lần Nó như là một đĩa thép và nó có một lỗ lớn hơn lỗ của khuôn Khuôn phụ thường được trang

bị các chốt hoặc vấu lồi để có thể gắn nó với khuôn đùn ép hợp lý Khuôn phụ hỗ

trợ khuôn chống lại áp lực billet và là phương tiện giữ khuôn

2.2.2.4 Đệm khuôn (Bolster)

Là một bộ phận bằng thép hợp kim hình đĩa được gia công cứng, có đường kính bằng đường kính áo khuôn Đệm khuôn hỗ trợ khuôn và khuôn phụ và nhằm giảm thiểu độ vênh lệch Đệm phụ (Sub-boster) tương tự như đệm khuôn

2.2.2.5 Stem (ram)

Là một bộ phận đùn ép có chức năng cho billet vào trong container và nó tiếp xúc với dummy block Là một đoạn của xylanh chính, stem phải có khả năng

chịu được lượng ép tối đa Chày ép (dummy block) là một đĩa thép, dày khoảng 3”,

có đường kính nhỏ hơn bên trong container một chút (khoảng 0.025”) Nó tạo thành một sự bảo vệ khỏi việc nạp ngược giữa billet nóng và Stem

Thuật ngữ “stem” được sử dụng thay cho hoặc đôi khi đồng nghĩa với “ram” trong những trường hợp nhất định

2.2.3 Mác thép chế tạo khuôn và chế độ nhiệt luyện nhôm

2.2.3.1 Các mác thép chế tạo khuôn

Khuôn đùn ép chịu tải trọng va đập nhỏ nhưng phải chịu ma sát lớn, áp suất cao, nhiệt độ mặt khuôn tới (400500)0C do phải tiếp xúc lâu với phôi nóng Để có

kim Cr, W cao, ngoài ra có thêm 1%V để nâng cao tính chống mài mòn, giữ hạt nhỏ

và 1%Mo để tránh ròn ram

Mác thép dùng phổ biến chế tạo khuôn đùn ép nhôm là mác thép SKD61 theo tiêu chuẩn của Nhật bản, tương đương với mác H13 theo tiêu chuẩn Mỹ, tương đương với mác 1.2344 theo tiêu chuẩn của Đức

Bảng 2.1 Thành phần hoá học của một số mác thép thông dụng làm khuôn đùn

JIS SKD5 0,250,35 9,0010,00 ≤0,06

(Mn)

2,003,00 0,300,50 ≤0,4

AISI H21 0,260,36 8,5010,00 - 3,003,75 0,300,60 0,150,50 JIS SKD61 0.35-0.42 - 1,00÷1,50 4,8÷5,50 0,80-1,15 0,8÷1,2 AISI H13 0,320,45 - 1,101,75 4,755,50 0,801,12 0,81,25

2.2.3.2 Chế độ nhiệt luyện khuôn

1050-11000C

0C nguội trong dầu

nguội trong dầu

 (h)

T0C

Ram Tôi

Đại bộ phận khuôn có hình dáng phức tạp, phần làm việc bên trong có nhiều góc cạnh, cần thiết phải tránh sự tăng biến dạng trong quá trình nhiệt luyện Với những đặc điểm trên nên nhiệt luyện khuôn phải đạt được đầy đủ cơ tính đã định không có vết nứt và biến dạng

Đối với mác thép phổ biến dùng chế tạo khuôn dập là 30Cr2W8V thì nhiệt

độ tôi là 105011000C Khi nung để tôi, khuôn dập được chất vào lò có nhiệt độ

6006500C, giữ nhiệt trong khoảng 2h, sau đó nâng nhiệt lên tới nhiệt độ yêu cầu với tốc độ 751000C/h Thời gian giữ nhiệt trong lò được tính 4050 phút cho từng 25mm chiều dầy bé nhất của khuôn Môi trường làm nguội là dầu nhưng không cho phép nguội hoàn toàn (tới nhiệt độ phòng) Những khuôn lớn cần phải làm nguội trong dầu ở khoảng nhiệt độ 1001500C và chuyển ngay vào lò để ram Nếu không tiến hành ram ngay có thể tạo ra vết nứt Độ cứng sau khi tôi đạt được 4952HRC

Nhiệt độ ram khuôn từ 6006500C, thời gian ram được tính 4045 phút cho từng

Hình 2.8 Sơ đồ nhiệt luyện khuôn

Sau khi tôi và ram cao khuôn cần hoá nhiệt luyện để nâng cao độ cứng, tính chống mài mòn Hoá nhiệt luyện khuôn có thể là thấm N hoặc thấm C-N nhiệt độ thấp Thấm N có tính chống mài mòn cao tuy nhiên thời gian thấm lâu, lớp thấm giòn, Thấm C-N tính chống mài mòn thấp hơn nhưng lớp thấm ổn định tuy nhiên

Thấm N khuôn tiến hành ở nhiệt độ 5005200C, thời gian thấm 2024h, lớp thấm đạt 0,20,3mm

Thấm C-N khuôn tiến hành ở nhiệt độ 5006000C, thời gian thấm 2024h, lớp thấm đạt 0,20,3mm, độ cứng đạt 65HRC

2.3 Các loại hợp kim nhôm dùng trong quá trình đùn ép

Có rất nhiều loại nhôm hợp kim biến dạng Tuy nhiên, đa số các sản phẩm đùn

ép đều từ các nhóm hợp kim nhôm dưới đây:

Bảng 2.2 Các nhóm hợp kim nhôm

Nhóm Kí

hiệu Si Fe Cu Mn Mg Cr Ni Zn Ga V

Thành phần khác Ti

2000

2014

0.0 5- 1.2 0.7

3.9 - 5.0

0.04 -1.2

0.8

3.5 - 4.5

0.04 -1 0.10

0.4 - 1.0

1.5 - - - 0.1 - - - - 0.05 0.15

1-5052 0.2

5 0.4 0.1 0.1

2.8

2.2-0.1 5- 0.3

3.1-0.1 5- 0.3

- 0.2

5 - - - 0.15 0.05 0.15

4-0.0 5- 0.2

0.2- 4.5

3.5-0.0 5- 0.2

0.5

0 0.1 0.03

0.35 -0.8

0.3

5 0.3 0.5

0.7 0.3 -

0.4-0.2

0 - -

0.5Mn+Cr 0.10 0.05 0.15

0.12-6060

0.3 - 0.6

0.1 - 0.3

0.1 5- 0.4

0.15 1.2

0.8-0.0 4- 0.3

0.1 5- 0.4

0.15 1.2

0.8-0.0 4- 0.1

4

- 0.2

5 - -

0.04-0.7Bi 0.4-0.7Pb 0.15 0.05 0.15

6063

A

0.3 - 0.6

0.1 5- 0.3

0.3-0.0

5 - - - - 0.05 0.15

6763

0.2 - 0.6

0.0

8

0.0 4- 0.1

6

0.03 0.45-0.9 - -

0.0

3 - 0.05 - - 0.03 0.10

6082

0.7 - 1.3

0.5

0 0.1 0.4

1.2

0.6-0.2

5 -

0.2

0 - - - 0.10 0.05 0.15

0 -

5.0 - 6.5

0.1 2.6

0.08 - 0.15

2.2

1.8-0.0

4 -

5.8 - 6.5

1.4

1.0-0.1 0- 0.3

5

-

4.0 - 5.0

0.3 2.9

2.1-0.1 8- 0.2

8

-

5.1 - 6.1

Những hợp kim nhôm đại diện nhất và nổi tiếng nhất trong seri này, bao gồm một số thành phần tiêu chuẩn hoá ở một số quốc gia được chi tiết ở hình dưới

6060 và 6063: nổi tiếng dưới cái tên Al-Mg-Si 0.5 Những hợp kim này là những vật liệu có khả năng đùn ép tốt nhất và chúng được đùn ép ở tốc độ rất cao

Chúng chịu mòn trong điều kiện mạnh và có thể dùng cho việc đánh bóng bề mặt, anod và sơn

Có những thành phẩm dùng cho trang trí, ví dụ như trang trí ô tô, hay sử dụng loại 6463 hoặc 6763 Các loại này có nhôm nguyên chất đạt trên 99.8% và hàm lượng Fe cực thấp

Al-Mg-Si 0.7 (6005): Hợp kim này, với các biến thể 6005 A, 6105 v.v là một trong những công thức phổ biến nhất trong số các hợp kim Al-Mg-Si có độ mạnh cơ khí trung bình Mức độ cao hơn của hợp kim khi được so sánh với 6060 cho thấy có

sự gia tăng cường độ cơ khí mà cho phép nó được sử dụng cho các mục đích xây dựng và bán xây dựng Việc thuận lợi khi làm việc với hợp kim này là một nền tảng tốt đối với sự phát triển rộng rãi hơn các ứng dụng

Al-Mg-Si-Cu (6061) và Al-Mg-Si-Mn (6082): Các hợp kim này có các đặc tính cơ khí rất tốt trong số các hợp kim đang được sử dụng rộng rãi dãy 6000, và đặc biệt là 6082

6061 đưa ra đặc tính bền, dai rất tốt Đây là một nhân tố có tính quan trọng trong việc quyết định chính xác đúng đắn những hợp kim cho các mục đích xây dựng Hợp kim này cũng được ưa chuộng bởi vì tính nhạy đối với khả năng tôi trong các hoạt động hàn, cho thấy đặc tính cơ khí cực tốt trong vùng hàn chỉ thông qua bằng hoá già mà không cần giải pháp xử lý nhiệt Không có sự khác biệt trong khả năng chịu mòn và trong đặc tính sản phẩm giữa hai hợp kim 6061 và 6068 Tóm lại, Cả hai loại hợp kim này đều phù hợp cho luyện kim

2.3.2 Các hợp kim hệ 7000 Al-Zn-Mg

Trong vòng 30 năm qua đã có sự quan tâm đáng kể đến bộ ba hợp kim

Al-Zn-Mg (7020, 7005, 7003 và các loại tương tự) mà có ứng dụng đặc biệt trong thanh cuốn đường ray và các kết cấu hàn nói chung Các hợp kim được xử lý nhiệt này cho thấy khả năng tự tôi cực tốt và khả năng phục hồi các đặc tính cơ khí trong vùng luyện kim bị thay đổi do hàn mà không cần xử lý nhiệt toàn bộ

Các hợp kim này có cường độ cơ khí tốt Về khía cạnh kỹ thuật thì có khả năng cạnh tranh với thép ở các cấu trúc hàn Chúng có độ bền tốt Điều này có nghĩa rằng chúng có thể được dùng cho các thanh không phức tạp và khép kín

trong một số trường hợp, nếu không được sử dụng hợp lý, chúng có thể bị tróc và ăn mòn

2.3.3 Các hợp kim hệ 2000 Al-Cu và hệ 7000 Al-Zn-Mg-Cu

Lớp hợp kim này bao gồm các hợp kim của dãy Al-Cu (loại 2014, 2024, 2017)

và của dãy Al-Zn-Mg-Cu (loại 7075 và 7021) Những hợp kim này là những hợp kim yếu, có xử lý nhiệt, có độ mạnh cơ khí cao nhất, với giá trị chịu căng cao bằng

700 N/mm2 hoặc hơn thế Khả năng làm việc của chúng hạn chế, ví dụ, chúng có thể được sử dụng cho các thanh đùn ép mặt cắt hở nếu hình dạng không quá phức tạp và các thanh mặt cắt kín bằng cách sử dụng một lõi rỗng Các chất liệu này hoặc

là không thể được hàn hoặc có thể được hàn nhưng rất khó khăn Thậm chí khi hàn được thì cũng có thể gây ra những thay đổi kết cấu với đặc tính cơ khí bị giảm mạnh Bất lợi này làm cho chúng ít được lựa chọn trong hàn

Tất cả các hợp kim này phải được bảo vệ chống ăn mòn

Các hợp kim của dãy 2000 và 7000 thường được sử dụng cho kết cấu máy bay, và nói chung, chúng được sử dụng trong các trường hợp có tỉ lệ cường độ/trọng lượng là một trong những mục tiêu cơ bản của thiết kế

2.3.4 Hợp kim không nhiệt luyện hệ 3000 Al-Mn và các hợp kim đùn ép

hệ 5000

Hợp kim Al-Mn dãy 3000 rất thích hợp cho nhà máy hoá chất và các ống trao đổi nhiệt, bản vẽ sâu và cho đùn ép va đập Khả năng chịu mài mòn cao, tốt như nhôm nguyên chất

Các hợp kim nhôm tốt nhất mà không thể bị làm cứng bằng xử lý nhiệt là những loại thuộc seri 5000 Al-Mg Tăng lượng Mg (Tỉ lệ cao nhất trong nhôm thương mại là 5%) nâng cao đặc tính cơ khí nhưng lại giảm khả năng làm việc, mà thậm chí trong những trường hợp tốt nhất cũng không bao giờ cao Vì lí do này mà các thanh ép trong 5000 hợp kim luôn có những hình dạng đơn giản hoặc chỉ hơi phức tạp một chút Các hợp kim Al-Mg chịu mài mòn cao Những sử dụng cơ bản đối với 5000 hợp kim bao gồm các ứng dụng trang trí , kiến trúc, các biển chỉ đường, tàu thuyền và bình đông lạnh

2.4 Quy trình sản xuất một loại khuôn đùn ép

Phay trước khi nhiệt luyện

- mặt trước Die: phay trên CNC

- mặt sau Die và Bridge: phay trên máy phay đứng

Khoan lỗ cho cắt dây

Nhiệt luyện khuôn

1 Nguyên công thiết kế: Tuỳ thuộc vào từng loại máy đùn ép, cũng như yêu cầu của khách hàng mà người thiết kế khuôn sẽ đưa ra phương án thiết kế cũng như cách bố trí dòng nhôm vào khác nhau

2 Nguyên công chọn phôi: Chọn theo đường kính và chiều dày (theo bản vẽ thiết kế)

3 Nguyên công tiện trước khi nhiệt luyện: Tiện thô phôi cho tất cả các chi tiết đảm bảo độ nhám 3 (theo bản vẽ thiết kế)

4 Nguyên công lấy dấu: Lấy dấu cho tất cả các chi tiết (theo bản vẽ thiết kế)

5 Nguyên công khoan: Khoan lỗ chốt cho tất cả các chi tiết, khoan dẫn hướng cho L.I.P, BG, BK, khoan giảm bớt lượng dư gia công cho DIE (theo bản vẽ thiết kế), khoan lỗ mồi cho nguyên công cắt dây đối với DIE

6 Nguyên công phay:

- Máy phay đứng:

Phay thô: đường dẫn nhôm vào cho L.I.P và BG, chân bearing và bearing cho BG (để lại lượng dư là 1 mm cho nguyên công phay CNC) độ nhám

công EDM (theo bản vẽ thiết kế)

7 Nguyên công nhiệt luyện: Tôi và ram tất cả các chi tiết đảm bảo độ cứng 49 -

* Chú ý: Đối với DIE và BG cho khuôn HOLLOW tiện đường kính lắp ghép

để làm chuẩn cho nguyên công phay CNC và nguyên công cắt dây rà chuẩn

9 Nguyên công phay sau khi nhiệt luyện: Phay tinh bề mặt vào nhôm của DIE, phay hết lượng dư bề mặt ra nhôm của BG mà nguyên công tiện để lại, độ nhám 6

10 Nguyên công mài:

- Máy mài phẳng: Mài phẳng toàn bộ 2 mặt cho L.I.P, BK, DIE đạt độ nhám

- Máy mài cầm tay chạy bằng điện: Mài thô bằng đá trụ: làm phẳng và nhẵn lớp nhấp nhô tế vi do nguyên công phay để lại (chú ý: không làm ảnh hưởng đến hình dáng hình học của chi tiết gia công) cho BG, L.I.P Mài tinh bằng giấy ráp: đối với L.I.P đạt độ nhám 5 (chú ý bo góc tất cả các cạnh sắc)

để lại lượng dư +0.05 cho nguyên công nguội, khoan chính xác vị trí 2 lỗ chốt định vị trên BG (theo bản vẽ thiết kế)

12 Nguyên công cắt dây: Cắt theo hình dáng của profile, để lại lượng dư cho nguyên công nguội - 0.05, cắt chính xác 2 lỗ chốt định vị trên DIE (theo bản

vẽ thiết kế)

* Chú ý: Đây là khâu quyết định đến hình dáng hình học của sản phẩm, do

đó khi gia công phải chú ý đến sai số của máy mà người gia công có thể điều chỉnh chế độ cắt cũng như lượng dư gia công hợp lý để đảm bảo đúng kích thước theo bản vẽ thiết kế

13 Nguyên công EDM (máy xung): gia công các chi tiết bearing của DIE và

BG

Có 2 loại điện cực là: điện cực đồng và điện cực chì

- Điện cực đồng: Dùng để xung những vị trí và hình dáng trên bearing của BG mà máy phay CNC không gia công được

- Điện cực chì: để xung những vị trí và hình dáng mà máy phay không gia công được đối với chân bearing của BG (đường dẫn nhôm vào),

để xung gia công độ dài ngắn của bearing theo bản vẽ thiết kế:

* Chú ý: Đối với DIE cho khuôn SOLID thì dùng điện cực chì xung bearing ngay sau khi cắt dây xong (theo bản vẽ thiết kế)

Đối với khuôn HOLLOW thì xung sau khi lắp ghép giữa BG với DIE, độ dài ngắn của bearing theo bản vẽ thiết kế

14 Nguyên công nguội : Hoàn thiện và lắp ghép các chi tiết:

Đối với DIE cho khuôn SOLID và khuôn HOLLOW:

- Sửa chữa những khuyết tật do nguyên công trước để lại,

- Kiểm tra độ không thẳng, độ không phẳng của bề mặt bearing, độ không vuông góc của bề mặt bearing với mặt chịu áp lực nhôm (các kích thước phải tuân theo bản vẽ thiết kế)

- Gia công bề mặt bearing với lượng dư gia công < 0.05, mài đạt độ bóng 6

Đối với BG của khuôn HOLLOW:

- Kiểm tra các lỗ dẫn nhôm vào khuôn, sửa lại các mấp mô tế vi (không làm ảnh hưởng cũng như sai lệch đến hình dáng hình học) mài bằng giấy ráp các lỗ đạt độ bóng 4

- Tạo độ cong ở các vị trí cạnh sắc để đảm bảo cho dòng nhôm chảy dễ dàng và thuận lợi

- Kiểm tra độ không phẳng, không thẳng, độ song song giữa các cạnh (tuỳ thuộc vào từng kết cấu khuôn)

- Mài bề mặt bearing đảm bảo độ vuông góc với bề mặt chịu áp lực nhôm và đạt độ bóng 6

Lắp ghép hoàn thiện khuôn:

- Đối với khuôn SOLID:

Các chi tiết được lắp ghép theo thứ tự: Feeder plate + DIE + BK, chế độ lắp lỏng thông qua chốt,

- Đối với khuôn HOLLOW:

Các chi tiết được lắp ghép theo thứ tự: BG + DIE + BK, chế độ lắp chặt thông qua chốt

Sau khi lắp ghép giữa BG với DIE, phải kiểm tra lại kích thước, khe hở của profile bằng dưỡng kiểm, tuân theo bản vẽ thiết kế Tuỳ thuộc vào yêu cầu của khách hàng mà khi lắp ghép sẽ để chênh lệch giữa bearing của BG và bearing của DIE là bao nhiêu

Sau đó mài phẳng 2 mặt của sản phẩm đạt độ bóng 4

Thông qua quy trình sản xuất khuôn ta thấy vị trí của khâu gia công nguội là khâu hoàn tất và lắp ghép các chi tiết, kiểm tra kích thước, độ dầy của sản phẩm, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng bề mặt sản phẩm khi đùn ép

Sau khi đã lắp ghép hoàn chỉnh bộ khuôn, mang đi đùn thử khuôn và kiểm tra chất lượng bề mặt cũng như về kích thước và hình dáng hình học của sản phẩm Nếu đạt thì mang đi hoá nhiệt luyện, thấm Nitơ cho bề mặt bearing, tuỳ thuộc vào từng loại khuôn mà thời gian thấm Nitơ là bao lâu và thấm bao nhiêu lần

* Chú ý: khi một bộ khuôn đã đảm bảo về tất cả các thông số về kết cấu cũng như

về chất lượng sản phẩm, mang đi đùn ép, trong quá trình đùn ép ta phải kiểm tra xem với bề mặt bearing như thế có thể đùn ép được khối lượng là bao nhiêu, khi đó

ta mới đưa ra được phương án hoá nhiệt luyện cho bề mặt bearing để đảm bảo chất lượng của khuôn cũng như năng suất của sản phẩm Khi kiểm tra nếu thấy bề mặt

có dấu hiệu rỗ thì phải đi hoá nhiệt luyện ngay để đảm bảo cho bề mặt của bearing

2.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm:

Trong quá trình đùn ép nhôm có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, theo thống kê trên thực tế thì 30% do khuôn, 30% do Billet, 30% do máy đùn ép và 10% do người sản xuất Do đó khi một sản phẩm đùn ra mà không đảm bảo chất lượng cũng như về hình dáng thì phải xem xét đánh giá nguyên nhân dẫn đến từ đâu và do khâu nào gây ra những lỗi đó

2.6 Một số dạng hư hỏng hay gặp trong quá trình đùn ép nhôm

2.6.1 Lỗi khuôn bị nứt:

- Hiện tượng: bị nứt chân rết ở những vị trí cạnh góc

- Nguyên nhân: do kết cấu yếu, bán kính góc quá bé, hoặc áp lực ép quá lớn

- Phương pháp khắc phục: mài sang phanh rồi hàn lại bằng que hàn BKS 61, xem xét lại áp lực và tốc độ đùn ép của máy ép

2.6.2 Gẫy ở một vị trí nào đó trên DIE:

- Hiện tượng: Khi đùn ép do không chịu được áp lực của máy ép mà một số vị trí nào đó trên DIE bị gẫy, thông thường hay gẫy ở những chỗ kém cứng vững

- Nguyên nhân: Do kết cấu yếu, do lực ép lớn quá

- Phương pháp khắc phục: Phải tăng độ cứng vững ở những vị trí đó lên, bằng cách cắt một miếng thép khác cùng vật liệu và độ cứng, kích thước và hình dáng tương tự ghép vào vị trí bị gãy.Trong nhiều trường hợp do cấu trúc cũng như vị trí của hình dáng hình học quá yếu, thì khi gia công trên nguyên công cắt dây phải chú ý tăng độ cứng vững ở những vị trí đó lên bằng cách cắt TAPER

- Phương pháp khắc phục: Kiểm tra Billet trước khi đưa vào đùn ép, hạn chế tối đa hiện tượng rỗ khi khi đúc billet, Giảm lực kéo căng xuống cho hợp lý, giảm nhiệt độ làm việc của máy xuống mức hợp lý

2.6.4 Bề mặt cạnh của sản phẩm bị nứt:

- Hiện tượng: rạng nứt ở vị trí cạnh của sản phẩm, không đạt yêu cầu

- Nguyên nhân: do bán kín góc quá bé

- Phương pháp khắc phục: tăng bán kính góc lên