Công nghệ chế tạo khuôn mẫu
Tài liệu về thiết kế khuônKích cỡ buồng ép và số lỗ khuôn là những nhân tố cần quan tâm, đặc biệt là đối với các nhà sản xuất sử dụng máy ép đồng bộ; điều chủ yếu ở hai nhân tố này là năng xuất đợc quyết định trớc. Trong máy ép đồng bộ, tốc độ ram lớn nhất là một giá trị cố định đợc quyết định bởi đầu ra gallon/phút của bơm vào xylanh thuỷ lực. Nói chung, đối với kiểu máy ép này thí tốc độ ram khoảng 30 mỗi phút. Phần lớn các máy ép có nhiều tốc độ ram khác nhauHình1: Bản vẽ biểu thị các số liên quan đến tính toán lực ép khối khuôn, sử dụng công thức sau: P1= P (A-D) (C-D)Trong đó:A = Diện tích mặt khuôn hoặc diện tích i.d của tấm đệm.B = Diện tích lỗ khuônC = Diện tích tiếp xúc của tấm đệm phụD = Diện tích lỗ đệm khuônP1 = áp lực đùn ép (psi)Lực ép khối khuôn (lớn nhất 165,000 psi)Chú ý: Container, lực ép tối đa 45,000 psi; các tấm lót (trên vòng kẹp khuôn) lực ép tối đa 75,000 psi. Tỉ số truyền đợc xác định bởi diện tích mặt cắt ngang của container (buồng chứa) chia cho tổng diện tích mặt cắt ngang của các lỗ khuôn. Công thức dới đây chứng minh hiệu quả trực tiếp của tỉ số truyền về hiệu suất:Hiệu suất (fpm) = (Tốc độ ram (ipm)/ 12) x tỉ số truyền.Các khuôn phải chịu đợc áp lực lớn khi đang đùn ép nhôm nóng thành các hình dạng cụ thể. Thêm vào đó, các khuôn cần đợc thiết kế để bù vênh, xoắn mà có khuynh hớng thờng xảy ra đối với kim loại đùn ép. Một số những khó khăn vận hành và thiết kế có liên quan đến áp lực bề mặt khuôn. Th-ờng gặp áp lực có thể lên tới 50 tấn/in2. Đầu tiên, áp lực bề mặt khuôn cao nhng giảm dần khi lợng nạp giảm. áp lực giảm khi nhiệt độ tăng và chiều dài Billet giảm. Tuy nhiên, áp lực luôn tăng ở một vài insơ cuối cùng (1 insơ = 2,54cm). Một biện pháp quyết định giá trị ép cho áp lực khối khuôn đợc thể hiện ở hình 1.Trangacdb1 Độ lệch là do sự hỗ trợ khuôn không có hiệu quả, bởi áp lực lên khuôn quá lớn. Điều này làm bề mặt trục chệch hớng, do đó làm giảm hiệu suấtCác nhà sản xuất khuôn luôn sử dụng một số kỹ thuật sửa đổi khuôn để làm phù hợp trong sự đa dạng xử lý. Hơn nữa, làm sạch và bôi trơn khuôn là rất cần thiết đối với việc bảo dỡng khuôn và tỉ lệ phục hồi cao. Điều kiện bề mặt khuôn có ảnh hởng đến các đặc tính dòng chảy. Những vận hành bằng tay là cần thiết trong việc chế tạo khuôn cỡ trung bình. Một sự hiểu biết rõ về dung sai là rất cần thiết. Những điều này sẽ đợc thảo luận ở một phần tơng ứng. Dung sai của các nhà sản xuất khuôn bao gồm:Mẫu khuôn, 0.001Cách bố trí, 0.010Mặt dới mài: +0.015, - 0.000Bearing: +1/32Rũa hoàn thiện(góc), phẳng (bằng) tới thắt 1/40.Rũa hoàn thiện(lỗ), 0.002 trên khuônCác bộ phận dụng cụLắp ráp dụng cụ khuôn cơ bản đợc chỉ ra ở hình 2. Hình 2: Một bộ lắp ráp khuôn điển hình Các bộ phận bao gồm khuôn, khuôn phụ và đi kèm là áo khuôn, đệm khuôn và đệm phụ.Các bộ phận này đợc lắp vào một bộ phận gọi là bộ phận chứa dụng cụ (tool carrier), hoặc là container. Một cửa trợt 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. Một số khuôn dùng cho đùn ép hình dạng nhôm đợc chỉ ra ở hình 2a.(tham khảo tài liệu tiếng anh)Trang2tool carrierdiedie ringsub-bolsterbolsterbacker Container- Đây là một xylanh thép, có một tấm đệm lót có thể thay chuyển đợc. Container có đờng kính bên trong lớn hơn một chút so với đờng kính billet đợc đùn ép. Chiều dài của nó thay đổi theo l-ợng công suất và nhà chế tạo máy ép.Vòng khuôn- là một ống lồng (bọc ngoài) để giữ khuôn và khuôn phụ trong mối liên kết trục với nhau.Khuôn phụ- giống nh khuôn nhng thờng dày hơn 2 đến 3 lần. Nó nh là một đĩa thép và nó có một lỗ lớn hơn lỗ của khuôn. Khuôn phụ thờng đợc 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 phơng tiện giữ khuôn.Đệm khuôn (Bolster)- là một bộ phận bằng thép hợp kim hình đĩa đợc gia công cứng, có đờng kính bằng đờng kính áo khuôn. Đệm khuôn hỗ trợ khuôn và khuôn phụ và nhằm giảm thiểu độ vênh lệch. Đệm phụ (Sub-boster) tơng tự nh đệm khuôn.Giá đỡ khuôn (Die holder)- đây là một bộ phận của máy ép. Nó nằm giữa container và trục ép. Nó có thể tháo ra đợc hoặc có thể vuông góc với hớng đùn ép (tuỳ thuộc vào kiểu máy ép) để mà có thể tháo khuôn ra nhằm loại bỏ đầu mẩu hoặc phế phẩm. Chày ép (Dummy block)- là một đĩa thép, dày khoảng 3, có đờng kính nhỏ hơn bên trong container một chút(khoảng 0.025). Nó tạo thành một sự bảo vệ khỏi việc nạp ngợc giữa billet nóng và Stem.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 đợc lợng ép tối đa.Thuật ngữ stem đợc sử dụng thay cho hoặc đôi khi đồng nghĩa với ram trong những trờng hợp nhất định. Các kiểu khuôn- Nói ngắn gọn, một khuôn ép là một kết cấu thép dạng đĩa có một hoặc nhiều lỗ hoặc những lỗ có diện tích mặt cắt giống nhau (ngoại trừ phần co lại) và có đờng nét nh sản phẩm cụ thể. Các khuôn rỗng đợc phân loại thành các kiểu khuôn khác nhau nh khuôn spider, khuôn porthole và khuôn bridge. Chúng đợc sử dụng cho việc đùn ép các billet đặc thành hình dạng rỗng hoặc bán rỗng. Các billet rỗng có một lỗ (đợc khoan, đúc) dọc thông qua tâm. Chúng đợc sử dụng với một lõi trục (mandrel) riêng rẽ. Những lõi trục nh thế này hoặc là cố định hoặc là không cố định. Trong cả hai tr-ờng hợp, các mandrel phải tách khỏi và không phải là một phần của khuôn. Một lõi trục quyết định kích thớc bên trong của các thanh đùn ép rỗng. Khuôn quyết định kích thớc bên ngoài.Khi một lõi trục tách biệt khỏi khuôn nhng nó cố định với phần cuối của stem, thì nó đợc mang thuật ngữ kiểu Đức. Nó hoặc là đi qua một billet rỗng hoặc là khoan thủng lỗ qua một billet đặc. Khi mandrel không cố định thì nó đợc gọi là kiểu Pháp. Một mandrel nh thế đợc đặt trong một khe rãnh trong dummy block (chày ép) và tâm của nó trong khuôn khi kim loại chảy dới áp lực. Các billet rỗng đợc sử dụng khi trục lõi không cố định đợc dùng. Cả hai loại cố định và không cố định nói chung đợc sử dụng với lắp ráp máy ép.Các khuôn Spider, Porthole, Bridge: Các khuôn này đều có lỗ trục nh một phần đồng bộ của khuôn. Các thanh rỗng hoặc bán rỗng đợc chế tạo từ các khuôn này có một hoặc nhiều mối hàn hoặc các đ-Trang3 ờng hàn dọc. Điều này do có thực tế là kim loại chảy xung quanh các trụ lõi và hàn với nhau bên trong khoang hàn trớc khi qua khuôn. Những khuôn này phù hợp với các hình dạng rỗng hoặc bán rỗng.Khuôn Spider bao gồm một khuôn đùn ép có hình dạng đờng nét cụ thể, đợc gắn với một kết cấu spider thép đỡ một lõi trục kéo dài qua khuôn.Khuôn Porthole tơng tự nh khuôn Spider, chỉ khác là khuôn Spider đợc thay thế bằng một đĩa đợc khoan mà có một vài lỗ chạy qua nó.Khuôn Bridge có một phần giống nh chiếc cầu đợc bắt chặt vào phía sau khuôn và ở đây gắn lỗ trục (mandrel) ngắn. Mặt khuôn trũng vào để tạo hốc hàn. Thuật ngữ khuôn Để thuận tiện cho ngời đọc, thuật ngữ cơ bản đợc sử dụng trong thiết kế khuôn và chế tạo khuôn đợc định nghĩa trong các đoạn dới đây. Các thuật ngữ này và thuật ngữ đùn ép nhôm khác sẽ đợc tìm thấy trong từ điển thuật ngữ khác. Back Taper (côn ngợc): Là phần cấu trúc bên trong của khuôn bắt đầu từ điểm rời và rẽ góc về phía sau của khuôn khoảng từ 1,50 đến 100, phụ thuộc vào góc cắt đợc côn. Nếu cần thiết, để hỗ trợ một phần mỏng của khuôn chẳng hạn nh lỡi, góc có thể nhỏ đến 00, nhng chỗ cắt cần đợc giảm 0.015 hoặc hơn thế. Thờng thì đầu mài song song với bề mặt Bearing, lúc này không còn độ giảm nữa.Bearing- là bề mặt tại lỗ, tại các góc bên phải với bề mặt khuôn, mà kiểm soát dòng chảy kim loại (và đôi khi tốc độ độ chảy); là bề mặt dọc dòng chảy nhôm và đợc tạo hình. Breakaway Point (điểm tách): thờng là vị trí nơi Relief khuôn bắt đầu và bề mặt bearing kết thúc; là vị trí nơi thanh đùn ép rời Bearing.Choke (góc thắt): là góc đợc mài trên bề mặt bearing tại điểm nơi bearing và bề mặt khuôn gặp nhau và nơi nhôm vào lỗ. Độ dài thắt thay đổi với các góc thắt- ít góc thì kéo dài chỗ thắt và ngợc lại.Enter Point (Điểm vào): là nơi nhôm vào các bearing; góc đợc tạo bởi bề mặt khuôn và bearing.Short Choke: Là mặt vạt cạnh ngắn hơn choke thờng lệ, khoảng 450 đợc so sánh với 50 hoặc ít hơn. Điều này có khuynh hớng làm chậm dòng chảy kim loại khi điểm vào xa hơn tính từ mặt khuôn.Short speed (tốc độ ngắn): là nơi bearing có một góc xiên ngắn khoảng 450 tại điểm tách. Góc xiên này làm tăng tốc độ dòng chảy của kim loại. Một góc xiên dài khoảng 30 tại điểm tách, mặc dầu đợc hiểu là tốc độ là có một khuynh hớng làm chậm về dòng chảy kim loại. Bố trí và thiết kế khuôn Trớc tiên cần thiết lập kích cỡ container và số lỗ khuôn cho việc đùn ép một thanh trớc khi thiết kế khuôn. Bớc tiếp theo là phải phác thảo trên giấy, trình bày ra (1) độ co (2) sự giảm độ kéo (độ co là kết quả từ việc kéo căng hoặc kéo thẳng các thanh ép) và (3) Bearing.Sau đó bản vẽ đợc chuyển tới xởng máy nơi mà mẫu khuôn đợc chế tạo bằng thép hoặc nhôm có độ dày khoảng 1/8. Thanh đợc vạch giới hạn cả trớc và sau trên một khoảng trống khuôn tiêu chuẩn. Những khoảng trống có độ dày tơng đơng bằng khoảng 1/5 đờng kính của chúng, nhng thay đổi đáng Trang4 kể với khối lợng máy ép. Các khoảng trống thờng có cỡ tiêu chuẩn, để làm khớp với giá kẹp khuôn tiêu chuẩn. Bản thân khuôn có thể là 1 inch hoặc dày hơn thế và đợc làm bằng thép đợc rèn, gia công xử lý nóng. Thanh lớn nhất mà có thể đợc chế tạo trên một khuôn cụ thể phải khớp trong đờng tròn ngoại tiếp có đờng kính không lớn hơn đờng kính đợc nêu trong Bảng 2 hoặc 80% của i.d. của container.Bảng 2: Sử dụng đờng kính đờng tròn ngoại tiếp của các thanh để quyết định khuôn và kích cỡ container tối thiểu.Đờng kính đờng tròn thanh lớn nhấtCác đờng kính khuôn tối thiểu4 5 6 8 10Các khuôn lỗ đơn 2 3 31/2 47/86118Các khuôn đa lỗ 21/2 31/2 4 53/8 65/8Đờng kính đờng tròn thanh lớn nhấtCác đờng kính khuôn tối thiểu5 6 7 8 9Hợp kim mềm 4 5 6 7 8Hợp kim cứng 31/2 41/2 51/2 61/2 71/2Mặc dầu các bớc thay đổi với các xởng khác nhau, nói chung vận hành máy đầu tiên phải cắt bớt phần giảm ở phía sau, thờng với một độ mài côn cuối. Sau đó, khoảng trống đợc lật, đợc khoan ở các góc, và hình dạng đợc ca trên một ca dây. Lỗ khuôn đợc gia công gọt giũa tạo hình dạng của khuôn. Tiếp đó là sự chỉnh sửa cuối cùng bằng tay và lắp ráp khuôn, với xử lý nhiệt và đánh bóng là những công đoạn cuối cùng.Xử lý BearingNhững điều chỉnh hợp lý đối với khuôn nhằm chỉnh sửa hoặc thay đổi các tỉ lệ dòng chảy kim loại đ-ợc thực hiện bằng cách thay đổi lợng kim loại khuôn tại các lỗ, đợc hiểu nh là độ rộng, độ cao hoặc độ dài Bearing. Bằng cách giảm độ dài của Bearing tại một vị trí đặc biệt, tỉ lệ dòng chảy đợc tăng lên; tăng độ dài, dòng chảy giảm xuống. Xử lý các bề mặt Bearing phía trớc và phía sau của lỗ khuôn đợc hiểu nh choke-góc thắt hoặc relief-góc giảm tơng ứng lần lợt nh ở hình 3.Trang5 back taperoriginal bearingchokedegree of ghoke neededundercutback taper as specifiedback taperback taper as specifiedundercutoriginal bearingoriginal bearingreliefHình 3: Các biện pháp làm chậm hoặc tăng dòng chảy kim loại qua một khuôn đùn ép: lỗ khuôn thắt để làm chậm dòng chảy kim loại (hình trái); lỗ khuôn giảm để làm tăng nhanh dòng chảy kim loại (hình bên phải). Góc cắt dới (undercut) của côn ngợc (back taper) đợc quyết định bởi góc cắt mài- 11/2o, 30 hoặc 50 là phổ biến. Sự chỉnh sửa, chẳng hạn nh tốc độ (giảm) đợc chỉ ra ở hình phải, hiếm khi đợc kết hợp trong một khuôn mới, nhng đợc thêm vào khi cần thiết để kiểm soát dòng chảy kim loại. Nếu ngời thiết kế muốn giải quyết khó khăn trong việc xử lý làm đầy các góc nhọn hoặc hoàn tất các thanh mỏmg, Bearing có thể đợc thắt một góc khoảng 31/20. Điều này làm chậm dòng chảy kim loại và làm đầy lỗ khuôn. Việc tăng góc lên tới 70 ở phía sau hoặc hoặc phía thoát của Bearing là để tăng vận tốc của dòng chảy kim loại.ảnh hởng của Bearing lên dòng chảy đợc miêu tả đầy đủ hơn ở trang 21.Thiết lập độ dài BearingĐộ dài Bearing dài hay ngắn đợc sử dụng nh một phơng tiện điều chỉnh dòng chảy kim loại. Sự đa dạng khác nhau về độ dài Bearing có thể đợc tìm thấy trong mỗi khuôn. Ví dụ nh, nếu các cạnh kề của một thanh có các độ dày khác nhau, thì một độ dài bearing xấp xỉ tơng đơng hoặc nhỏ hơn độ dày mỗi cạnh sẽ gây ra một dòng chảy cân bằng hơn ngang trên thanh và làm giảm nguy cơ bị xoắn. Đối với việc quyết định kích thớc của một bearing thứ hai, nơi một cạnh kề đã đợc thiết lập trớc thì nhiều công thức đang đợc tính toán. Tuy nhiên, chúng hiếm đợc sử dụng bên ngoài dây chuyền đặc biệt. Tuy nhiên, phần lớn công thức là giống nhau và kết quả cũng nh nhau. thờng thờng, đối với việc tính toán độ dài Bearing, ngời thiết kế bắt đầu với con số thực tế nhỏ nhất để kiểm soát đầy đủ hơn những sự biến đổi thanh.Thực tế ở Châu âu với các thanh nhỏ thì phải dùng một Bearing khoảng 4 lần độ dày thanh . Trong đất nớc này, thờng sử dụng một Bearing tơng đơng chiều dày thanh. Một số nhà thiết kế cố gắng giữ một thanh tối thiểu khoảng 3/32 và điều chỉnh các bearing kề nhằm kiểm soát dòng chảy.Độ dài bearing tối thiểu thờng đợc thiết lập cho các kích cỡ nhất định của các lỗ khuôn, với bearing bắt đầu tối thiểu đợc thiết lập theo một kích cỡ lỗ khuôn, không kể đến vị trí trên mặt của khuôn. Th-ờng vị trí đợc chọn là gần vách container nhất. Đầu hoặc cuối của cạnh,( nhng không phải các điểm giao nhau hoặc các đờng dọc), sẽ chiếm khoảng 4/5 mức bình thờng Bearing cho lỗ khuôn Trang6 Sau khi thiết lập đợc một điểm khởi đầu khoảng 3/32 bearing tối thiểu, theo nh hình dạng thanh phác thảo, chiều dài bearing đợc tăng 1/32 mỗi 1/2 tới phía trung tâm của khuôn. Nguyên tắc ngón tay cái này có thể đợc áp dụng trên mọi thứ khoảng một vách 3/16. Nguyên tắc tơng tự cũng thờng áp dụng nơi mà độ dày vách không tạo các thay đổi đột ngột nhng thay đổi dần dần theo độ biến đổi thanh.Khi một thanh có các yếu tố kích cỡ khác nhau, một điểm khởi đầu đợc thiết lập và tất cả độ dài Bearing đợc thực hiện cân xứng với kích cỡ lỗ, dựa trên chiều dài bearing của lỗ nhỏ nhất. Cần phải tính toán chiều dài Bearing là gì dựa trên lỗ nhỏ nhất nếu tại một vùng nhất định, sau đó nhân tỉ lệ của ứng dụng bearing yêu cầu lỗ khuôn. Ví dụ: một thanh rộng 4 có một vách 0.125 tại 2, mà là điểm xa nhất tính từ tâm khuôn, và một vách 0.250 tại trung tâm khuôn. Bearing nhỏ nhất 3/32 đợc thiết lập cho độ dày vách 0.125 tại 2; nếu vách 0.125 này ở tại trung tâm thì nó sẽ cần một Bearing 7/32. Vì 0.250 là gấp đôi 0.125, 7/16 (gấp đôi là 7/32) đợc yêu cầu cho tâm khuôn nơi có vách là 0.250.Một ngoại trừ đối với nguyên tắc này liên quan đến các thanh mà bị Toe hoặc Wing nh ở hình 4. Các đầu (Tip) của các cạnh (Leg) lõm vào cần các Bearing ngắn nhất. Điều này do độ lệch dẫn tới mút chìa (Cantilever). Mút chìa này tạo ra một vấu hoặc độ thắt tại Bearing. Một ví dụ điển hình của một khuôn đùn ép cho một thanh đợc yêu cầu có độ dày vách khác nhau đợc chỉ ra ở hình 5. Hình 4 Hình 5Hình 4: Ví dụ về độ dài Bearing trên thanh mà có Wings in Hình 5: Thiết lập độ dài Bearing cho một thanh có độ dài khác nhau. Ngời thiết kế khuôn đã gửi một con số 3/32 nh là chiều dài Bearing tại điểm xa nhất tính từ tâm (21/2), nơi có độ dày thanh là 0.125Bằng cách tăng độ dài Bearing 1/32 cho mỗi 1/2 gần tâm, bearing đợc tăng tơng ứng là 5/32 cho inch đầu tiên. Tại điểm này, độ dài thanh thay đổi bất ngờ tới 0.250 nơi mà cần sự hỗn hợp côn. Các nhà thiết kế phải tăng độ dài theo tỉ lệ cân xứng và thêm 30% để kiểm soát phần lồi hợp lý(Nose?). Trang7 Do đó, thanh 0.250 phù hợp với chiều dài bearing 13/32, tăng tới 15/32 chỉ trớc khi có sự thay đổi thanh tiếp theo. ở đây, một sự kết hợp góc côn (taper blend) khác là cần thiết vì chiều dài bearing với độ dày 0.750 đợc tăng tới 1-13/10; sự kết hợp góc côn này đa ra một bearing cân xứng giữa độ dày thanh 0.250 và 0.750, cộng thêm 30%. Từ điểm này, chiếu từ tâm, do đó bearing giảm 1/32 mỗi 1/2 tới khoảng 1-11/16. Bởi vì cạnh ngắn của L giữ nguyên tính từ tâm trung tâm và không có thay đổi nào về thanh nên độ dài bearing ở đây cố định 1-11/16Kết hợp bearing:Khi một thanh đang đợc hoạt động trong dạng hợp kim mềm, các Bearing có sự biến đổi lớn hơn 1/32 thờng đợc kết hợp 450 (3/16x450 là đủ). Điều này cũng đúng đối với các Bearing kề trên các khuôn đợc sử dụng cho hợp kim 7075, có một sự khác nhau 1/8 hoặc lớn hơn thế. Các bearing có sự khác nhau nhỏ hơn 1/2 thì yêu cầu một đờng thẳng đứt (break). Định rõ sự bắt đầu hay kết thúc một bearing côn cũng yêu cầu đờng đứt đơn này.Các Bearing cận kề đối với các hợp kim ,ngoại trừ các hợp kim nh 7075, có sự khác nhau tối thiểu nh bảng dới đây sẽ yêu cầu một góc chi tiết:Độ côn của cắt mài70503011/2000Sự khác biệt nhỏ nhất của các bearing kề nhau0.250 0.375 0.500 1.000Nếu lợng góc côn (taper) nhỏ hơn 1/32 thì nói chung bearing không côn nữa.Nói chung, một Bearing không nên côn nếu số độ côn nhỏ hơn 1/2 độ dày vách liên quan. Một ngoại lệ là hỗ cuối (đầu) một cạnh phải đợc giảm.Một cạnh hoặc một vách phải có độ dày đồng nhất hoặc có thể đợc côn, nhng để có một Bearing đợc côn thì ít nhất nó phải dài 1/4 và dài gấp 4 lần độ rộng, tại vị trí mỏng nhất. Điều này tính toán một Bearing tại một điểm gấp 4 lần độ rộng cuối tính từ điểm cuối, nếu gấp 4 lần độ rộng cuối ít nhất là 1/2 và nhỏ hơn tổng chiều dài cạnh (Leg-chân, cạnh).Khi quyết định độ dày trung bình phần cuối (đầu) của cạnh (mà có một Bearing đợc côn), thì yếu tố cuối (đầu) 4/5 có thể đợc sử dụng.Chỗ nhô ra (Projection- Chỗ nhô ra; Hình chiếu) đợc tính toán độc lập cần có dộ dài ít nhất 3/32 và dài hơn chiều rộng của nó. Độ dài này đợc đo từ đờng tách chứ không phải đợc đo từ phần chính.Bearing ở chỗ giao nhau của hai bức vách trở lên cần bằng hoặc lớn hơn hơn các Bearing kề. Một thực tế nói chung là Bearing nhỏ nhất nên nhỏ hơn 1/16; một số nơi thì lấy là 1/32 và đa ra một vài chỉ số dới đây đợc coi là chỉ số trung bình điển hình trong việc kiểm soát các định cỡ tại các Bearing có chiều dài khác nhau.Trang8 Các định cỡ 1/32 trên các Bearing từ 1/32 tới 1Các định cỡ 1/16 trên các Bearing từ 1 tới 3Các định cỡ 1/8 trên các Bearing từ 3 trở lên.LỗLuôn mong muốn sử dụng số lỗ nhiều nhất trong một khuôn khi sử dụng các hợp kim xử lý nhiệt vì các hợp kim này sẽ đùn ép tơng đối chậm. Nếu hình dạng phức tạp, 4 lỗ là nguyên tắc. Khi các thanh là loại nhỏ và đơn giản thì khuôn có thể là 6 lỗ. Số lợng các thanh đùn ép càng lớn thì có khuynh hớng làm xớc lẫn nhau vì chúng đùn ép ở những tốc độ khác nhau; khi thực hiện sản xuất các thanh nhỏ và để bảo đảm các dụng cụ đặc biệt, một số các khối chặn chạy bằng điện có thể đợc sử dụng để giữ các thanh đợc độc lập thông qua áp lực. Sẽ có thêm thuận lợi bằng cách sử dụng các khuôn đa lỗ trên câc hợp kim nh 1100 và 3003 vì chúng dễ đùn ép.Hình 6 chỉ ra một lỗ khuôn điển hình. originalbach taperbearing reliefbcdrelief Hình 6: Giảm Bearing nhằm giảm thiểu áp lực trong quá trình đùn ép.A là kích thớc mặt cắt của lỗ khuôn (die opening)B: độ dài BearingC: Phần đợc giảmD: Phần côn ngợc Độ dày thực tế của thanh đợc đùn ép đợc quyết định bởi lỗ A nhng để giảm thiểu áp lực trong khi đùn ép thì kim loại sẽ qua die bearing ( khoảng cách B ). Vợt quá điểm này, khuôn bị giảm (relieved).Khuôn cho đùn ép nhôm có các cạnh (edge) vào (entry-lối vào) bearing sắc (sharp-sắc nhọn). Thử nghiệm với các khuôn kiểu miệng chuông (bell-mouthed) chẳng hạn nh các khuôn đợc dùng cho bạc, hình 7 cho thấy sự cần thiết cho áp lực đùn ép lớn hơn với chỉ một chút cải tiến trong sự hoàn thiện bề mặt.Trang9 Hình 7: Khuôn đùn ép nhôm có cả phần thắt và giảm (hình trái) và đôi khi đợc gọi là Bearing vơng miện. Hình phải là một lỗ điển hình cho đùn ép.Bố trí các thanh Bố trí một lỗ đơn thì đơn giản. Thực chất là đặt lỗ sao cho trọng tâm của lỗ phù hợp tơng ứng với tâm của khuôn. Nếu có sự biến đổi đáng kể độ dày, thì việc đặt lỗ phải thực hiện phần mỏng nhất tại tâm. Điều này sẽ nâng cao vận hành đùn ép. Hình 8 chỉ ra những ví dụ điển hình. Hình 8: Khi tỉ lệ dòng chảy lớn hơn về phía tâm thì thờng có thể đặt các thanh mỏng hơn cùng một hình dạng ở đó và đặt các thanh dày hơn về phía rìa (ngoại biên).Nếu một thanh mỏng và chiếm phần lớn nhất của khuôn, Bearing sẽ phải đợc tăng về phía tâm và giảm phía cuối.Có nhiều quan điểm để xắp xếp các thanh phù hợp nhất cho khuôn đa lỗ. Chúng có thể đợc bố trí xuyên tâm toả tròn hoặc bố trí phẳng(Radially or flat). Cách bố trí trớc thờng đợc a chuộng hơn. Trong cách bố trí xuyên tâm, trục chính của mỗi hình dạng nằm dọc theo một bán kính, tạo cho mỗi phần của bề mặt Bearing mối quan hệ đối với tâm của khuôn giống nh các phần tơng tự trên những hình dạng khác.Trong cách bố trí phẳng, trục chính của mỗi hình dạng nằm tại các góc phải hoặc song song với một bán kính. Một điểm mạnh của kiểu bố trí này là tất cả các phần đợc đùn ép có thể nằm trên bàn dẫn ra với độ xoắn nhỏ nhất.Thờng cũng phải xem xét vận dụng thực tế để thiết lập một vòng tròn tiêu chuẩn cho mỗi kích cỡ khuôn (khoảng 2/3 đờng kính khuôn), trong đó các lỗ nằm ở tâm. Điều này đảm bảo khả năng hỗ trợ hoán đổi nhau Hình 9 ra các thanh đợc bố trí theo hệ thống, cân xứng với tâm của khuôn. Việc bố trí có hệ thống sẽ làm đơn giản việc chỉnh sửa khuôn và làm giảm thiểu độ xoắn tại khuôn. Trang10 [...]... xác giống nhau Một số nhà máy đùn ép có đợc khuôn bằng những dụng cụ thiết bị chế tạo khuôn mặc dù phần lớn những chỉnh sửa đợc thực hiện bởi một hoặc nhiều chuyên gia về khuôn Các công đoạn dới đây và gia công một khuôn thực tế đợc sử dụng trong đùn ép nhôm chỉ ra những công đoạn khác nhau đợc yêu cầu Mặc dầu thời gian đợc đa ra trong các công đoạn chế tạo khuôn, thì cũng luôn phải ghi nhớ rằng thời... phụ thuộc vào từng nhà chế tạo khuôn; điều kiện và kiểu dụng cụ chế tạo, các hệ số dung sai và các nhân tố liên quan Các quy trình vận hành cơ khí trong việc chế tạo khuôn- Việc gia công cơ khí trên một khuôn đặc biệt đợc chỉ ra trong các bức ảnh dới đây, đợc yêu cầu tổng số khoảng 48 tiếng, cộng thêm thời gian cho xử lý nhiệt và đánh bóng Trớc khi công việc thực sự bắt đầu trên khuôn, phải dành thêm... thức T(B-D) - T1 (B1 - 0.062) + T2 (B2 - 0.062) F 2 CA T: Độ dày khuôn T1= Độ dày khuôn sau T2=Độ dày tấm đệm lót B = Độ rộng cầu khuôn B1= Độ rộng cầu khuôn sau (Backer) B2= Độ rộng cầu đệm lót D= Khoảng hở côn trung bình CA= Diện tích tâm F= Hệ số cứng Trang 12 Chế tạo khuôn vừa là khoa học vừa là nghệ thuật Thậm chí khi hai khuôn đợc chế tạo ra giống nhau và đợc vận hành trong cùng điều kiện, chúng... Đờng khuôn kính 4 5 6 8 95/8 117/8 147/8 Độ Bridge rộng 1 1 11/8 11/8 13/8 11/2 Lớn hơn 11/2 CA= Z+Y( 187/8 227/8 n m B =N+M CA n Z = M BRIDGE B=M 167/8 y m N BRIDGE B=N CA=Z+Y M ) M +N m m z Hình 12: Hệ số và công thức tính độ cứng của khuôn Bản vẽ phác thảo làm rõ giá trị công thức B và CA theo nh thiết kế trong phần lớn trờng hợp cần nhỏ nhất là 7/8 Công thức T(B-D) - T1 (B1 - 0.062) + T2 (B2 - 0.062)... 11/2 tiếng cho công đoạn này Thêm 11/2 tiếng nữa để mài cán côn trên độ sâu Bearing Rũa bằng máy (hình 22) và dũa bằng tay (hình 23), và đánh bóng cuối cùng mất nhiều thời gian nhất khoảng 17 tiếng Chi phí ban đầu cho thép chế tạo khuôn khoảng $20 Trang 13 Kim loại đợc sử dụng (H12) là thép chế tạo khuôn 5% Crom, làm cứng bằng khí (Air-hardening) Nó là loại đợc sử dụng rộng rãi trong các khuôn cho đùn... đã sẵn sàng cho đùn ép và khuôn cắt tơng ứng Bridge Widths (Rộng cầu )- là khoảng cách giữa các hình dạng kề nhau (Adjacent-gần kề, kế liền) của một khuôn đa lỗ thì đợc gọi là Bridge Khoảng cách Bridge tối thiểu đợc quyết định bởi một số hệ số, chẳng hạn nh độ dày khuôn và thiết kế dụng cụ hỗ trợ Hình 12 chỉ ra một phơng pháp tính toán các hệ số cứng (strength) lên Bridge của khuôn Chiều rộng Bridge điển... nghị cho các khoảng trống (Blank) khuôn có kích cỡ khác nhau trên các thép có thể so sánh đợc là đờng kính 6-7 : 330 rmp; 8-9 : 250 rmp; 1 0-1 2: 180 rmp; và đờng kính 14: 125 rmp Sau 5 phút mài bề mặt, khoảng trống (Blank) đã sẵn sàng cho Layout Đánh dấu các giới hạn vị trí dằng trớc và sau trên khuônmất khoảng 1 tiếng (xem hình 16) Cần một tiếng rỡi để phác hoạ vẽ can khuôn trớc và sau (xem hình 17) Cần... chữ U 11.a 11.b Hình 11 Hình 11: Các hình dạng có lỡi dài trong khuôn rất khó để đùn ép Tuy nhiên hình dạng có thể đợc sửa đổi để củng cố lỡi khuôn (xem hình11.b).Đùn ép ở dạng trớc thì thanh sau đó đợc tạo hình lại theo chỉ số yêu cầu Nó gây ra áp lực không hợp lí tại Lỡi - tongue trong quá trình đùn ép Một biện pháp là phải tạo một mẫu của thanh nhôm mong muốn, và sau đó uốn cong nó thành hình dạng... hình 10 Bằng cách hạn chế khuynh hớng xoắn trên bàn dẫn ra, thì việc xoắn tại khuôn cũng sẽ đợc hạn chế Hình 9 Hình 10 Hình 9 : Các thanh đợc đặt cùng khoảng cách từ tâm khuôn do đó có thể đùn ép với cùng tỉ lệ tốc độ Hình 10: Bằng cách bồ trí các thanh ở vị trí nh hình vẽ đảm bảo sự hỗ trợ đầy đủ hơn tại bàn dẫn ra Ma sát vách cạnh, vì billet tiếp xúc với vách xilanh (cylinder), sẽ tạo ảnh hởng đáng kể... gian cho xử lý nhiệt và đánh bóng Trớc khi công việc thực sự bắt đầu trên khuôn, phải dành thêm 7 tiếng cho chuẩn bị khuôn Khuôn đợc làm bằng nhôm, hình 13, và đợc kiểm tra trên máy chiếu (Projector) Leitz #GP 650 Bề mặt và tiện, hình 15, sẽ mất 50 phút trên một máy tiện có dụng cụ gia công cacbua (Carbide) Tốc độ là 250 rmp Nạp cho cắt thô là 0.024/rev và 0.006 cho hoàn thiện (finish) Độ sâu cắt là . theo l-ợng công suất và nhà chế tạo máy ép.Vòng khuôn- là một ống lồng (bọc ngoài) để giữ khuôn và khuôn phụ trong mối liên kết trục với nhau .Khuôn ph - giống. nhà chế tạo khuôn; điều kiện và kiểu dụng cụ chế tạo, các hệ số dung sai và các nhân tố liên quan.Các quy trình vận hành cơ khí trong việc chế tạo khuôn-